Forskere fra Princeton har laget en unik mikrobrikke som er i stand til å simulere romtidens struktur inne i et svart hull eller et todimensjonalt universum. De første resultatene av eksperimenter med denne enheten ble presentert i tidsskriftet Nature.
Vanlige datamaskiner kan i prinsippet ikke beregne oppførselen til komplekse kvantematerialer og systemer. Vi prøvde å lage en enhet som får naturen til å gjøre disse beregningene for oss. Denne brikken vil tillate oss å tenke på hvordan vi kan 'bygge' kvantemekanikk i buede rom, sier Alicia Kollar fra Princeton University (USA). Vanlige og supermassive sorte hull har så sterk tyngdekraft at de ikke kan overvinnes uten å overskride lysets hastighet. Ingen gjenstander eller stråling kan slippe unna utover virkningen av det sorte hullet, som kalles "hendelseshorisonten". Det som skjer utenfor hendelseshorisonten forblir et mysterium og gjenstand for kontrovers blant fysikere. De fleste forskere mener at vi i prinsippet ikke kan se inni et svart hull og studere strukturen,siden dette vil føre til ekstremt ubehagelige konsekvenser - i dette tilfellet vil vi ikke kunne "forene" Einsteins relativitetsteori og kvantemekanikk.
Likevel eksisterer sorte hull, og deres oppførsel og eksistens må forklares på en eller annen måte. Relativt nylig begynte fysikere å tro at sorte hull faktisk ikke er tredimensjonale, men todimensjonale objekter, et slags kosmiske "hologrammer".
Denne teorien og likningene som beskrev den ble fremmet på slutten av 1990-tallet av to kjente kosmologer - Juan Maldasena fra Princeton University og Gerard 't Hooft fra Utrecht University.
De antydet at romtid inne i et svart hull ikke er "flatt" i naturen, som i det omkringliggende universet, men har en konstant negativ krumning. Enkelt sagt, det ligner i geometri som en sal eller en omvendt sfære og er designet slik at dens "kant", den indre kanten av hendelseshorisonten, er like uendelig fjernt fra ethvert punkt inne i det sorte hullet.
Som Collard bemerker, ble testing av denne teorien, så vel som andre vitenskapelige ideer som bruker Lobachevsky-rom, komplisert av det faktum at oppførselen til partikler og andre objekter i et slikt rom var nesten umulig å beregne.
Forskere fra Princeton har løst dette problemet ved å lage den første typen "svart hullsimulator", ved hjelp av miniatyr-mikrobølge-generatorer, samt en spesiell brikke som mange stykker superledere ble satt inn i.
De spiller rollen som ikke ledninger, men bølgeledere, langs hvilke lyspartikler som genereres av mikrobølgeovnskilder kan bevege seg og indirekte samvirke med hverandre. Disse interaksjonene vil enten bremse bevegelsen av andre partikler, eller påvirke dem på andre måter.
Collard og hennes kolleger fant ut at hvis disse bølgelederne er lagt ut i et bikakelignende gitter, bestående av fem, seks eller oktagoner, så begynner fotonene inni dem å oppføre seg som om de var inne i et svart hull eller et annet rom med negativ krumning.
Salgsfremmende video:
Slike sjetonger, som forskere bemerker, vil hjelpe ikke bare å avsløre mange hemmeligheter om sorte hull, inkludert hvordan lignende gjenstander fordamper under påvirkning av Hawkings studie, men også få fart på mange kvanteberegninger innen kjemi, fysikk og andre vitenskapelige felt.
For dette, som fysikeren innrømmer, er det nødvendig å endre driften av den gjeldende versjonen av brikken slik at fotonene begynner å samhandle mer aktivt med hverandre. Dette er et helt løsbart problem som forskerne fra Princeton planlegger å løse i løpet av en veldig nær fremtid.
