Laboratuvar kontrollü bir süperakışkan girdabı, fizikçilerin kara deliklerin davranışları hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı oluyor.
Mutlak sıfırın çok az üstüne kadar soğutulan helyum tarafından üretilen girdap, bu nesnelerin yerçekimsel ortamını o kadar hassas bir şekilde taklit eder ki, etraflarındaki uzay-zamanın nasıl çekildiğine ve çarpık olduğuna eşi benzeri görülmemiş bir bakış sağlar.
“Süper akışkan helyumun kullanılması, küçük yüzey dalgalarını sudaki önceki deneylerimize göre daha ayrıntılı ve hassas bir şekilde incelememize olanak sağladı.” Araştırmayı yöneten İngiltere'deki Nottingham Üniversitesi'nden fizikçi Patrick Savantara şöyle açıklıyor:
“Süperakışkan helyumun viskozitesi çok küçük olduğundan, onun süperakışkan siklonla olan etkileşimini dikkatli bir şekilde araştırabildik ve sonuçları kendi teorik tahminlerimizle karşılaştırabildik.”
Kara delikler büyük olasılıkla tüm evrendeki çok tuhaf şeyler içeren en tuhaf ve en ekstrem nesnelerdir. Çalışmak da zordur. Bizim tespit edebileceğimiz herhangi bir radyasyon yaymazlar; Yalnızca onları doğrudan çevreleyen uzaydan gelen ışığı görebiliriz. Ancak gözlemlenen davranışlarını oldukça doğru bir şekilde tanımlayabilen çok iyi teorik çalışmalarımız var.
Onlar hakkında daha fazla bilgi edinmemizin bir yolu kara deliklerin analoglarını yaratmaktır. Bunlar, kara deliklerin davranışlarının diğer yönlerini aydınlatmak için kara delik teorisini yeniden yaratabilecek deneylerdir. Bir analog kara delik türü girdap veya girdaptır.
Kara deliğe yeterince yaklaşan herhangi bir madde, onun etrafında dönmeye başlar ve sonra, girdap gibi dönen ve kanalizasyona akan su gibi, üzerine düşer.
Bu karşılaştırma o kadar yerinde ki bilim insanları kara delik davranışını incelemek için su girdapları inşa ettiler. Ancak Savantara ve meslektaşları, ultra akışkan helyum kullanarak bunu bir adım daha ileri taşımak istediler.
Bu, -271°C'ye (-456°F) soğutulmuş bir helyum izotopudur – helyum-4 – Tamamen sıfır. Bu çok soğuk sıcaklıkta, helyum-4'teki bozonlar müdahale edecek kadar yavaşlar ve tek bir süperatom gibi (viskoz bir sıvı veya süperakışkan) davranır.
Ekip, bir tür “kuantum kasırgası” oluşturmak için helyum-4 süperakışkanın olağandışı kuantum özelliklerini kullandı.
“Süper akışkan helyum, kuantum girdapları adı verilen ve birbirlerinden ayrılma eğiliminde olan küçük nesneler içerir.” “Svančara diyor ki. “Kurulumumuzda, bu kuantumların onbinlercesini mini bir kasırgaya benzeyen kompakt bir gövdeye hapsetmeyi başardık ve kuantum sıvıları dünyasında rekor güçte bir girdap akışı elde ettik.”
Bu kasırgayı inceleyen araştırmacılar, girdap akışı ile dönen bir kara deliğin etrafındaki kavisli uzay-zaman üzerindeki etkisi arasındaki benzerlikleri tespit edebildiler. Araştırmacılar özellikle kara deliğe benzer duran dalgalar gözlemlediler Kısıtlı ülkelerUyarım, yeni oluşmuş bir kara deliğe benzer.
Ve bu sadece başlangıç. Artık araştırmacılar deneylerinin amaçladıkları gibi çalıştığını kanıtladıklarına göre, girdap kara delik biliminde yeni bir alan açmaya hazırlanıyor.
“İlk araştırmamızda kara delik fiziğinin açık işaretlerini ilk fark ettiğimizde 2017'deki analog deneyBaşka türlü incelenmesi imkansız olmasa da genellikle zor olan bazı tuhaf olayları anlamak büyüleyici bir andı. fizikçi Silke Weinfurtner diyor Nottingham Üniversitesi'nden.
“Şimdi, en karmaşık deneyimizle, bu araştırmayı bir sonraki seviyeye taşıdık; bu da sonunda kuantum alanlarının astrofiziksel kara deliklerin etrafındaki kavisli uzay-zamanda nasıl davrandığını tahmin etmemize yol açabilir.”
Araştırma şu tarihte yayınlandı: doğa.
More Stories
Bilim insanları dünyadaki en büyük demir cevheri yataklarında milyar yıllık bir sırrı keşfetti
Fosillere göre tarih öncesi deniz ineği, timsah ve köpekbalığı tarafından yenildi
Büyük bir bindirme fayı üzerine yapılan yeni araştırma, bir sonraki büyük depremin yakın olabileceğini gösteriyor