Вчені створили першу штучну чорну діру
Щоправда для звуку, а не для світла. За її допомогою збираються перевірити "радіаційну" теорію Стівена Хокінга.
Конденсат Бозе-Ейнштейна (БЕК) - це агрегатний стан матерії, основу якого складають бозони, охолоджені до температур, близьких до абсолютного нуля. В такому сильно охолодженому стані достатньо велика кількість атомів опиняється в своїх мінімально можливих квантових станах і квантові ефекти починають проявлятися на макроскопічному рівні.
Конденсат Бозе-Ейнштейна має одну дивну властивість: розповсюдження звуку в ньому відповідає тим же самим законам, що й поширення світла в присутності гравітаційного поля.
Завдяки цій аналогії, в БЕК можна створити "чорну діру", подібну до "чорних дір", що існують в космосі. Але не для світла, а для звуку. Декілька груп вчених намагалися вчинити саме так протягом останніх 30 років.
7 червня вчені з Ізраїльского інституту технологій в Хайфі заявили, що їм вдалося нарешті цього досягти.
Група під керівництвом Орі Лахава (Ori Lahav) створила всередині БЕК надзвуковий потік атомів. Звукові хвилі, що зіштовхуються з цим потоком, не можуть його подолати.
Отже, межа зони в конденсаті, де атоми змінюють свою швидкість з дозвукової на надзвукову, є аналогом "горизонту подій" для чорних дір. Будь які звукові хвилі (або фоНони), створені всередині такого горизонту подій, не можуть вийти назовні, тому що рух атомів на межі - надзвуковий. Це і є "чорна діра". Однак, як вже зауважено, звукова "чорна діра".
Лахав з колегами запустили надзвуковий рух атомів всередині БЕК за допомогою сильного поля, що притягує атоми. Атоми потрапляють в потік, однак не можуть віддати свою енергію (тому що й так знаходяться в найменшому енергетичному стані - див. вище визначення конденсату Бозе-Ейнштейна), і тому крутяться в своєрідному колодязі з надзвуковою швидкістю - саме цей район і є "чорною дірою" - всякий фоНон, якому не пощастило опинитися в ній, не може потрапити назовні.
Сама по собі звукова чорна діра - це вже надзвичайно цікаво. Однак, від неї очікують набагато більше, ніж від простої іграшки. Так, за її допомогою вчені сподіваються перевірити теорію Стівена Хокінга (Steve Hawking). А саме, вони планують виявити так звану "радіацію Хокінга". Квантова механіка передбачає, що в конденсаті БЕК час від часу повинні виникати фотонні пари з протилежним моментом.
Якщо один з фотонів такої пари рухається в напрямку "горизонту подій", його поглине назавжди чорна діра. Однак інший буде вільний і рухатиметься назовні. Цей потік вивільнених фотонів і є знаменитою, але до сих пір не виявленою, радіацією Хокінга.
Отже, за допомогою звукової чорної діри можна спробувати виявити таку радіацію, але для звуку, для "фоНонів". Наразі настільки далеко дослідники ще не просунулися.
