Princetonin tutkijat ovat luoneet ainutlaatuisen mikrosirun, joka pystyy simuloimaan avaruus-ajan rakennetta mustan aukon tai pienen kaksiulotteisen maailmankaikkeuden sisällä. Tämän laitteen kokeilujen ensimmäiset tulokset esitettiin Nature-lehdessä.
”Tavalliset tietokoneet eivät periaatteessa pysty laskemaan monimutkaisten kvanttimateriaalien ja -järjestelmien käyttäytymistä. Yritimme luoda laitteen, joka saa luonnon tekemään nämä laskelmat meille. Tämän sirun avulla voimme miettiä, kuinka voimme "rakentaa" kvanttimekaniikan kaareviin tiloihin ", sanoo Alicia Kollar Princetonin yliopistosta (USA). Säännöllisillä ja supermassiivisilla mustilla reikillä on niin voimakas painovoima, että sitä ei voida voittaa ylittämättä valon nopeutta. Mikään esine tai säteily ei pääse pakenemaan mustan aukon vaikutuksesta, jota kutsutaan "tapahtumahorisontiksi". Se, mitä tapahtuu tapahtumahorisontin ulkopuolella, on edelleen mysteeri ja fyysikkojen kiistanalainen aihe. Useimmat tutkijat uskovat, että emme periaatteessa voi katsoa mustan aukon sisälle ja tutkia sen rakennetta,koska tämä johtaa erittäin epämiellyttäviin seurauksiin - tässä tapauksessa emme pysty "sovittamaan" Einsteinin suhteellisuusteoriaa ja kvanttimekaniikkaa.
Siitä huolimatta mustia aukkoja on olemassa, ja niiden käyttäytyminen ja olemassaolo on selitettävä jollain tavalla. Suhteellisen hiljattain fyysikot alkoivat uskoa, että mustat aukot eivät oikeastaan ole kolmiulotteisia, vaan kaksiulotteisia esineitä, eräänlainen kosminen "hologrammi".
Tämän teorian ja sitä kuvaavat yhtälöt esittivät 1990-luvun lopulla kaksi tunnettua kosmologia - Juan Maldasena Princetonin yliopistosta ja Gerard 't Hooft Utrechtin yliopistosta.
He ehdottivat, että mustan aukon sisällä oleva aika-aika ei ole luonteeltaan "tasainen", kuten ympäröivässä universumissa, mutta sillä on jatkuva negatiivinen kaarevuus. Yksinkertaisesti sanottuna, se on geometrialtaan samanlainen kuin satula tai käänteinen pallo ja on suunniteltu siten, että sen "reuna", tapahtumahorisontin sisäreuna, on yhtä äärettömästi kaukana mistä tahansa mustan aukon sisäpisteestä.
Kuten Collard toteaa, tämän teorian ja muiden Lobachevsky-tilaa käyttävien tieteellisten ideoiden testaaminen oli monimutkaista siitä, että hiukkasten ja muiden esineiden käyttäytymistä tällaisessa tilassa oli melkein mahdotonta laskea.
Princetonin tutkijat ovat ratkaisseet tämän ongelman luomalla ensimmäisen tyyppisen "mustan aukon simulaattorin", käyttämällä pienoiskoossa olevia mikroaaltogeneraattoreita, sekä erityisen sirun, johon monta suprajohtimen kappaletta työnnettiin.
Ne eivät ole johtimien, vaan aaltojohtojen rooli, jota pitkin mikroaaltolähteiden tuottamat valohiukkaset voivat liikkua ja olla vuorovaikutuksessa keskenään. Nämä vuorovaikutukset joko hidastavat muiden hiukkasten liikettä tai vaikuttavat niihin muilla tavoilla.
Collard ja hänen kollegansa havaitsivat, että jos nämä aaltoputket on sijoitettu ristikkäiseen ruudukkoon, joka koostuu viidestä, kuudesta tai kahdeksankulmaisesta kennosta, niiden fotonit alkavat käyttäytyä ikään kuin ne olisivat mustan aukon tai muun tilan kanssa. negatiivinen kaarevuus.
Mainosvideo:
Sellaiset sirut, kuten tutkijat huomauttavat, auttavat paitsi paljastamaan monien mustien reikien salaisuuksia, muun muassa kuinka vastaavat esineet haihtuvat Hawkingin tutkimuksen vaikutuksesta, mutta myös nopeuttamaan monia kvanttilaskelmia kemiassa, fysiikassa ja muilla tieteen aloilla.
Tätä varten, kuten fyysikko myöntää, on tarpeen muuttaa sirun nykyisen version toimintaa siten, että fotonit alkavat olla aktiivisemmassa vuorovaikutuksessa keskenään. Tämä on täysin ratkaistava ongelma, jonka Princetonin tutkijat aikovat ratkaista lähitulevaisuudessa.
