近い将来、科学者たちは、有名な物理学者スティーブン・ホーキングのブラック ホールに関する最も有名な予測を間接的にテストできる新しい実験を実施することを計画しています。
科学者たちは、原子を見えなくすることで、光速に近い速度で移動する物体を包み込むエーテルのような量子の輝きを見ることができると信じています。
Unruh (または Davies-Unruh) 効果と呼ばれるグロー効果により、急速に加速するオブジェクトの周囲の空間が仮想粒子の群れで満たされているように見え、これらのオブジェクトが暖かい光に包まれます。 この効果は、ホーキング放射として知られる仮想粒子がブラック ホールの端に自発的に現れるホーキング効果と密接に関連しているため、科学者は長い間、一方の存在のヒントとして一方を検出しようとしてきました。 しかし、効果に気付くのは非常に困難です。 ホーキング放射はブラック ホールの巨大な深淵の周りでのみ発生し、ウンルー効果に必要な加速を達成するにはワープ ドライブが必要になる可能性があります。
しかし、科学者によると、物質を効果的に見えなくする技術により、ウンルー効果の力を劇的に高めることができるメカニズムを発見しました。
「これは難しい実験であり、実行できるという保証はありませんが、このアイデアは私たちの神聖な希望です」.
1970 年代に科学者によって最初に提案されたウンルー効果は、場の量子論の多くの予測の つです。 この理論によれば、空の真空などというものはありません。 実際、空間のどのポケットも無限の量子スケールの振動で満たされ、十分なエネルギーが与えられれば、自然に爆発して粒子と反粒子のペアになり、ほぼ即座にお互いを消滅させることができます。 そして、物質であろうと光であろうと、あらゆる粒子は、この量子場の局所的な励起にすぎません。
1974 年、スティーブン ホーキングは、ブラック ホールの縁、つまり事象の地平面で感じられる極度の重力が、仮想粒子を生成すると予測しました。
アインシュタインの一般相対性理論によれば、重力は時空を歪めるので、ブラックホール特異点の巨大な引力に近づくほど、量子場はさらに歪む。 量子力学の不確実性と奇妙さのために、これは量子場をゆがめ、時間の不規則な動きとそれに続く場全体のエネルギーのバーストを伴う不規則なポケットを作成します。 ブラック ホールの端で一見何もないところから仮想粒子が現れるのは、これらのエネルギーの不一致です。
ホーキング効果と同様に、ウンルー効果も量子力学とアインシュタインによって予測された相対論的効果の奇妙な融合によって仮想粒子を作成します。
Unruh 効果をテストするために、科学者はマイクロ波ビームを照射することによって電子を光速まで加速する実験室用粒子加速器を構築することを計画しています。 彼らがその効果を検出できれば、特にアインシュタインの相対性理論と量子力学の間の可能な接続を探ることを可能にする実験を行う予定です。
「一般相対性理論と量子力学の理論は、現在でも多少の相違がありますが、宇宙ですべてがどのように機能するかを説明する統一理論が必要です。」と、共著者であるウォータールー大学の応用数学教授である Achim Kempf 氏は述べています。 「私たちは、これら つの大きな理論を結び付ける方法を探していました。今回の研究は、実験に基づいて新しい理論をテストする機会を開くことで、それを実現するのに役立ちます。」.
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