Рубрика: Физика
Хокинговата радијација лабораториски докажана!
Автор: Петар Лагудин
Објавено на 30.06.2021 - 14:00

Хокинговата радијација е поим поврзан со црните дупки, космички објекти со енормно голема густина на материјата, па според тоа и огромна гравитациска привлечна сила, од која ниту светлинските кванти не можат да избегаат, па поради тоа тие се нарекуваат црни дупки. Науката во нејзината историја познава само мал број случаи во кои некоја теорија е толку детално развиена како што е случајот со теоријата на црните дупки. Во современата наука до извесно време тие беа третирани како трајни (финални) објекти, меѓутоа, во 1970 година познатиот астрофизичар Стивен Хокинг (Stephen Hawking) ги шокира научниците со неговото теоретско откритие, дека гледајќи од аспект на квантната физика, црните дупки не се трајни објекти, туку и тие постепено исчезнуваат, поради тоа што емитуваат радијација, т.н. Хокинговата радијација, која перманентно им ја намалува нивната маса, додека тие не исчезнат.

Потеклото на “Хокинговата радијација” е покажано на сликата во прилог, па да го објасниме! Според квантната физика, празниот простор во космосот (вакуумот) не е апсолутно празен, туку во него перманентно се појавуваат парови од виртуелни честички и античестички, кои веднаш меѓусебно се поништуваат. Сега иде најбитното, близу до црната дупка, непосредно до т.н. хоризонт на настаните, едната од парот виртуелни честички може да падне во црната дупка, но притоа заради Килинговиот вектор (William Killing) таа веднаш добива т.н. негативна енергија, а втората честичка од парот добива позитивна енергија претворувајќи се во реална честичка која може избега од црната дупка. Оние честички кои ќе паднат во црната дупка перманентно ја намалуваат нејзината енергија (заради негативната енергија која ја носат со себе), па со тоа ја намалуваат енергијата на црната дупка, што е еквивалентно со губење дел од нејзината маса сè додека црната дупка наполно не исчезне. Бегањето на тие честички од црната дупка се нарекува Хокингова радијација.

Потеклото на Хокинговата радијација

Но, Хокинговата радијација е теоретски поим, кој во пракса многу тешко може да се докаже. Сепак, една група астрофизичари од Институтот за Технологија во Хаифа, Израел, се зафати експериментално да ја провери реалноста на Хокинговата радијација. Но, бидејќи таа е премногу слаба за да се идентификува, екипата креира во лабораторија имитација на црна дупка, којашто може многу полесно да се проучува. Имитацијата е наречена  сонарна црна дупка (sonic black holе) и дејствува на звук, наместо на светлина како вистинската црна дупка. За создавање на сонарната црна дупка, екипата употребила атоми на елементот рубидиум, оладени на температура блиска до апсолутната нула, имено до состојба позната како Бозе-Ајнштајнов кондензат, и ја постави во кружно движење. Да објасниме, Бозе-Ајнштајновиот кондензат е агрегатна состојба во која бозоните ја заземаат најниската квантна состојба, а тоа овозможува квантните ефекти да бидат видливи лабораториски. Аналогно како што гравитацијата од црните дупки е стапица за светлината, сонарната црна дупка е стапица за звучните бранови, составени од честички т.н. фонони (phonons). Во близина на сонарна црна дупка фононите се во слична ситуација како и виртуелните честички од вакумот во близина на вистинска црна дупка; имено, паровите од звучните бранови (фонони) може да имаат по еден фонон паднат во сонарната црна дупка, а другиот избеган од од неа. Всушност тоа е аналогија со Хокинговата радијација, па мерејќи го количеството на фонони кои паднале во сонарната црна дупка  и на тие кои избегале од неа, можно е да се докаже Хокинговата радијација. Според добиениот резултат истражувачите се уверени дека тоа е и постигнато во експериментот, па тоа го објавиле на 30 мај оваа година во научното списание Nature.  

Уметничка визија на т.н. сонарна радијација

Клучни зборови:
Потеклото на Хокинговата радијација

Потеклото на Хокинговата радијација

Уметничка визија на т.н. сонарна радијација

Уметничка визија на т.н. сонарна радијација