Ученым удалось создать квантовый симулятор черной дыры

Ученым удалось создать гигантский квантовый вихрь, являющийся особой формой жидкого гелия, который демонстрирует квантовые эффекты. Этот вихрь обладает определенными свойствами, подобными черным дырам, что позволяет использовать его как своеобразный симулятор.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном на портале препринтов arXiv. Работа ученых ожидает рецензирования научным сообществом и публикации в профильной прессе.

В областях вокруг черных дыр взаимодействие между законами гравитации и квантовой механикой приводит к появлению эффектов, которых не существует больше нигде в космосе. Неудивительно, что ученые хотят как можно лучше изучить эти области.

Для создания своего симулятора ученые использовали сверхтекущий гелий, который течет с чрезвычайно низкой вязкостью – в 500 раз ниже воды. Благодаря тому, что гелий двигается без трения, он показывает необыкновенные квантовые эффекты. Именно поэтому такая жидкость известна как квантовая.

В своем эксперименте ученые поместили гелий в резервуар с пропеллером на дне, который помог создать в жидкости вихрь, похожий на торнадо. Ученые объяснили, что схожие вихри, но с использованием других жидкостей, создавались и раньше, но "их сила, как правило, была по крайней мере на несколько порядков меньше". При этом сила и размер вихря имеют решающее значение для создания взаимодействия между вихрем и остальной жидкостью в резервуаре.

Как отмечает New Scientist, созданный вихрь имел лишь несколько миллиметров в поперечнике, но он значительно больше, чем другие стабильные вихри, которые были созданы в квантовых жидкостях. Создать такой большой вихрь сложно, поскольку в квантовых жидкостях вращение может происходить только в крошечных "пакетах", называемых квантами.

Когда такие маленькие вихри собираются вместе, они теряют свою стабильность, но в последней работе ученым удалось объединить около 40 000 квантов, чтобы сформировать этот миллиметровый, но все же гигантский квантовый вихрь.

В ходе опытов ученым удалось увидеть, как крошечные волны взаимодействовали с вихрем. Этот процесс имитирует космические поля, взаимодействующие с вращающимися черными дырами.

Также им удалось увидеть намеки на явление черной дыры, известное как режим кольцевого спада. Такое явление образуется после слияния двух черных дыр, когда одна из них колеблется за счет остаточной энергии от процесса.

Поскольку ученым удалось засвидетельствовать, что такой тип вихрей демонстрирует поведение, подобное поведению черных дыр, в дальнейшем они намерены использовать его для изучения более неосязаемых явлений.

"Это отличная отправная точка для исследования нескольких процессов физики черных дыр, с потенциалом поиска новых знаний и обнаружения скрытых сокровищ на этом пути", – заявила Сильке Вайнфуртнер из Ноттингемского университета в Великобритании.

Ранее OBOZ.UA рассказывал о том, что ученым удалось увидеть одну из старейших сверхмассивных черных дыр во Вселенной, которая оказалась очень кровожадной.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.