شرح خبر

شاره‌ای ساخته‌شده از نور می‌تواند مرز سیاه‌چاله را شبیه‌سازی کند و در مورد پدیده‌های مرموز کوانتومی که در چنین مرزهایی رخ می‌دهد، بینشی فراهم کند.


دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که در نزدیکی افق رویداد سیاه‌چاله – مرزی که ورای آن هیچ چیز نمی‌تواند فرار کند - آثار کوانتومی عجیبی رخ می‌دهد. این آثار با آشکارسازهای نجومی فعلی قابل رصد نیستند، اما می‌توان با استفاده از شبیه‌سازی‌های آزمایشگاهی افق رویداد آنها را بررسی کرد. اکنون ماکسیم ژاکه (Maxime Jacquet) و همکارانش در آزمایشگاه کاستلر بروسل (Kastler Brossel) در فرانسه نمونه جدیدی نشان داده‌اند که از شاره کوانتومی نور استفاده می‌کند. [۱] این برنامه روشی برای بررسی رفتار میدان‌های کوانتومی در نزدیکی سیاه‌چاله و نیز فضازمان‌های خمیده دلخواه ارائه می‌کند.

محققان یک پرتو لیزر را در مجموعه‌ای از نیمه‌رساناهای لایه‌‌لایه که بین دو آینه قرار گرفته، تاباندند. فوتون‌های پرتو لیزر با حالت‌های مقید الکترون-حفره در نیمه‌رساناها جفت می‌شوند و شبه‌ذرات هیبریدی نور-ماده‌ای به‌ نام پولاریتون تشکیل می‌دهند. این شبه‌ذرات در مجموع مانند شاره‌ای از نور عمل می‌کنند که در نیمه‌رساناها جریان دارد. گروه با دستکاری مشخصات مکانی پرتو لیزر، افق مصنوعی‌ای ایجاد کردند که سرعت جریان در آن از مقداری کمتر از سرعت صوت تا فراصوت تغییر می‌کند. امواج صوتی‌ای که به‌طور طبیعی در این شاره شکل می‌گیرند نمی‌توانستند از افق فرار کنند، درست مثل افق سیاه‌چاله که چیزی نمی‌تواند از آن فرار کند. گروه با بهره‌گیری از یک تکنیک دقیق اندازه‌گیری مبتنی بر نور رفتار امواج صوتی دو طرف این افق مصنوعی را بررسی کرده است.

تصور می‌شود در مورد سیاه‌چاله، نوسانات کوانتومی درست خارج افق رویداد جفت ذراتی ایجاد کنند به‌طوری‌که یک ذره انرژی منفی و ذره دیگر انرژی مثبت دارد. ذره اول درون سیاه‌چاله می‌افتد و ذره دوم از آن تابش می‌شود و این فرایند باعث می‌شود که سیاه‌چاله به تدریج جرم خود را از دست بدهد. محققان دریافته‌اند که شاره پولاریتونی آنها همه مؤلفه‌های لازم برای ایجاد اثری معادل را دارد، با این تفاوت که به جای ذرات، امواج صوتی نقش اصلی را ایفا می‌کنند.

[1] K. Falque et al., “Polariton fluids as quantum field theory simulators on tailored curved spacetimes,” Phys. Rev. Lett. 135, 023401 (2025).



نویسنده خبر: سمانه نوروزی
کد خبر :‌ 4239

آمار بازدید: ۱۶۷
همرسانی این خبر را با دوستان‌تان به اشتراک بگذارید:
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌


صفحه انجمن فیزیک ایران را دنبال کنید




حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)
  • پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
  • دانشگاه صنعتی شریف
  • دانشکده فیزیک دانشگاه تهران

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Server: Iran (45.82.138.40)

www.irandg.com