Los físicos han desarrollado una forma de ver el escurridizo efecto Unruh en el laboratorio

Un equipo de físicos dice que sí descubrieron dos propiedades de la materia acelerada que creen que podría hacer visible un tipo de radiación que no se había visto antes. Recién descrito Las propiedades significan que la observación de la radiación, llamada efecto Unruh, puede ocurrir en un experimento de laboratorio de sobremesa.

En la naturaleza, el efecto Unruh teóricamente requeriría una aceleración absurda para ser visible.y dado que solo es visible desde la perspectiva de un objeto que acelera en el vacío, es esencialmente imposible de ver. Pero gracias a los avances recientes, es posible que sea posible presenciar el efecto Unruh en un experimento de laboratorio.

En una nueva investigación, un equipo de científicos describe dos aspectos previamente desconocidos del campo cuántico que podrían significar que el efecto Unruh podría observarse directamente. La primera es que el efecto se puede potenciar, lo que significa que un efecto normalmente débil se puede convencer para que se vuelva más visible bajo ciertas condiciones. El segundo fenómeno es que un átomo acelerado suficientemente excitado puede volverse transparente. Fue la investigación del equipo. publicado esta primavera en Physical Review Letters.

El efecto Unruh (o efecto Fulling-Davis-Unruh, así llamado por los físicos que propusieron por primera vez su existencia en la década de 1970) es un fenómeno predicho bajo la teoría cuántica de campos que establece que la materia (ya sea una partícula o una nave espacial) en un la aceleración del vacío brillará aunque ese brillo brillará.t ser visible a: cualquier observador externo que tampoco esté acelerando en el vacío.

«Lo que significa la transparencia inducida por la aceleración es que hace que el detector de efectos Unruh sea transparente para las transiciones cotidianas debido a la naturaleza de su movimiento», dijo en una videollamada Barbara Shoda, física de la Universidad de Waterloo y autora principal del estudio. . Con Gizmodo. Así como los agujeros negros emiten la radiación de Hawking cuando su gravedad atrae partículas, los objetos emiten el efecto Unruh a medida que aceleran en el espacio.

Hay varias razones por las que el efecto Unruh nunca se ha observado directamente. Por un lado, el efecto requiere una cantidad absurda de aceleración lineal para que ocurra; alcanzar una temperatura de 1 kelvin a la que un observador que acelera vería un resplandor, el observador debería haber sido aceleradoen: 100 quintillones de metros por segundo al cuadrado. El resplandor del efecto Unruh es térmico. si el objeto está acelerando más rápido, entonces la temperatura del resplandor será más cálido.

Métodos previos de observación del efecto Unruh fueron ofrecidos. Pero esto El equipo cree que sus hallazgos tienen una oportunidad convincente de observar el efecto. sobre las propiedades del campo cuántico.

«Nos gustaría crear un experimento especial que pueda identificar inequívocamente el efecto Unruh y luego proporcionar una plataforma para estudiar diferentes aspectos», dijo el físico del MIT Vivishek Sudhir y coautor del último trabajo. «Definitivamente es el adjetivo principal aquí. En un acelerador de partículas, en realidad son montones de partículas las que se aceleran, lo que significa que se vuelve muy difícil inferir el efecto Unruh extremadamente sutil de las diversas interacciones entre un grupo de partículas».

«En cierto sentido», concluyó Sudhir, «necesitamos hacer mediciones más precisas de las conocidas propiedades de una sola partícula acelerada, que no es para lo que se diseñaron los aceleradores de partículas».

La esencia de su experimento propuesto es la estimulación del efecto Unruh en condiciones de laboratorio, utilizando un átomo como detector del efecto Unruh. Al disparar un solo átomo con fotones, el equipo impulsará la partícula a un estado de mayor energía, y la transparencia causada por su aceleración le quitará a la partícula cualquier ruido cotidiano que pueda distorsionar la presencia del efecto Unruh.

Al empujar una partícula con un láser, «aumentas la probabilidad de ver el efecto Unruh, y la probabilidad aumenta con la cantidad de fotones que tienes en el campo», dijo Shoda. «Y ese número puede ser enorme, dependiendo de qué tan fuerte sea el láser que tengas». Es decir, como los investigadores podrían encontrar una partícula de vuelta cuatrillón página:hotones, aumentan la probabilidad de ocurrencia del efecto Unru en 15 órdenes de magnitud.

Debido a que el efecto Unruh es similar a la radiación de Hawking en muchos aspectos, los investigadores creen que dos propiedades cuánticas del campo que describieron recientemente pueden usarse para impulsar la radiación de Hawking y sugerir la existencia de transparencia gravitacional. Dado que nunca se ha observado la radiación de Hawking, descubrir el efecto Unruh podría ser un paso hacia él. para comprender mejor el brillo teórico alrededor de los agujeros negros.

Por supuesto, estos hallazgos no significan mucho a menos que el efecto Unruh pueda observarse directamente en el laboratorio, el próximo paso de los investigadores. Justo cuando Sin embargo, queda por ver si ese experimento tendrá lugar.

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