英國(guó)科學(xué)家首次創(chuàng)造了一個(gè)新穎的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，即“量子龍卷風(fēng)”。它能模擬超流體氦中的黑洞，使研究人員能更詳細(xì)地觀察類(lèi)似黑洞的行為以及與周?chē)h(huán)境的相互作用。通過(guò)對(duì)超流體氦表面微波動(dòng)力學(xué)的觀察，研究人員認(rèn)為，這些“量子龍卷風(fēng)”模擬了旋轉(zhuǎn)黑洞附近的引力條件。這項(xiàng)研究20日發(fā)表在《自然》雜志上。
為了構(gòu)建量子模擬器，研究人員使用了超流體氦。超流體氦的黏度極低，只有水的五百分之一。由于它運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有摩擦，這種形式的氦表現(xiàn)出不尋常的量子效應(yīng)，被稱(chēng)為量子流體。研究人員把氦放入一個(gè)底部裝有螺旋槳的罐子里。隨著螺旋槳的旋轉(zhuǎn)，超流體氦形成一種類(lèi)似龍卷風(fēng)的渦旋。
該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)定制的低溫系統(tǒng)，能夠在低于-271℃的溫度下容納幾升超流體氦。在該溫度下，液氦獲得了不同尋常的量子性質(zhì)。
論文主要作者、諾丁漢大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院帕特里克·斯萬(wàn)卡拉博士表示，超流體氦包含被稱(chēng)為量子化渦旋的微小物體，它們往往相互擴(kuò)散。在新裝置中，成功地將數(shù)萬(wàn)個(gè)這樣的量子限制在一個(gè)類(lèi)似于小龍卷風(fēng)的緊湊物體中，實(shí)現(xiàn)了量子流體領(lǐng)域中強(qiáng)度破紀(jì)錄的渦流。
研究人員發(fā)現(xiàn)了渦流和黑洞對(duì)周?chē)鷷r(shí)空引力影響的相似之處。這一成果為在彎曲時(shí)空的復(fù)雜領(lǐng)域內(nèi)模擬有限溫度量子場(chǎng)理論開(kāi)辟了新途徑。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的西爾克·魏因富特納強(qiáng)調(diào)了該成果的重要性，他表示，通過(guò)更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)將這項(xiàng)研究的水平提升到了一個(gè)新高度，最終可能使科學(xué)家能預(yù)測(cè)量子場(chǎng)在天體物理黑洞周?chē)鷱澢鷷r(shí)空中的行為。
英國(guó)科學(xué)家首次創(chuàng)造了一個(gè)新穎的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，即“量子龍卷風(fēng)”。它能模擬超流體氦中的黑洞，使研究人員能更詳細(xì)地觀察類(lèi)似黑洞的行為以及與周?chē)h(huán)境的相互作用。通過(guò)對(duì)超流體氦表面微波動(dòng)力學(xué)的觀察，研究人員認(rèn)為，這些“量子龍卷風(fēng)”模擬了旋轉(zhuǎn)黑洞附近的引力條件。這項(xiàng)研究20日發(fā)表在《自然》雜志上。
為了構(gòu)建量子模擬器，研究人員使用了超流體氦。超流體氦的黏度極低，只有水的五百分之一。由于它運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有摩擦，這種形式的氦表現(xiàn)出不尋常的量子效應(yīng)，被稱(chēng)為量子流體。研究人員把氦放入一個(gè)底部裝有螺旋槳的罐子里。隨著螺旋槳的旋轉(zhuǎn)，超流體氦形成一種類(lèi)似龍卷風(fēng)的渦旋。
該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)定制的低溫系統(tǒng)，能夠在低于-271℃的溫度下容納幾升超流體氦。在該溫度下，液氦獲得了不同尋常的量子性質(zhì)。
論文主要作者、諾丁漢大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院帕特里克·斯萬(wàn)卡拉博士表示，超流體氦包含被稱(chēng)為量子化渦旋的微小物體，它們往往相互擴(kuò)散。在新裝置中，成功地將數(shù)萬(wàn)個(gè)這樣的量子限制在一個(gè)類(lèi)似于小龍卷風(fēng)的緊湊物體中，實(shí)現(xiàn)了量子流體領(lǐng)域中強(qiáng)度破紀(jì)錄的渦流。
研究人員發(fā)現(xiàn)了渦流和黑洞對(duì)周?chē)鷷r(shí)空引力影響的相似之處。這一成果為在彎曲時(shí)空的復(fù)雜領(lǐng)域內(nèi)模擬有限溫度量子場(chǎng)理論開(kāi)辟了新途徑。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的西爾克·魏因富特納強(qiáng)調(diào)了該成果的重要性，他表示，通過(guò)更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)將這項(xiàng)研究的水平提升到了一個(gè)新高度，最終可能使科學(xué)家能預(yù)測(cè)量子場(chǎng)在天體物理黑洞周?chē)鷱澢鷷r(shí)空中的行為。
本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-2459-0.html“量子龍卷風(fēng)”吹開(kāi)黑洞研究之門(mén)
聲明：本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。
點(diǎn)擊右上角
微信好友
朋友圈
點(diǎn)擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請(qǐng)點(diǎn)擊“
”按鈕
點(diǎn)擊右上角
QQ
點(diǎn)擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請(qǐng)點(diǎn)擊“”按鈕
