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科學家們找到了一種結合相對論和量子力學的方法

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在不久的將來,科學家們計劃進行一項新的實驗,該實驗將能夠間接測試著名物理學家斯蒂芬霍金關於黑洞的最著名預測。

科學家們相信,通過使原子不可見,他們將能夠看到空靈的量子輝光,它包裹著以接近光速的速度運動的物體。

安魯效應

這種稱為 Unruh(或 Davies-Unruh)效應的輝光效應使快速加速的物體周圍的空間看起來充滿了一群虛擬粒子,使這些物體沐浴在溫暖的光芒中。 因為這種效應與霍金效應密切相關,在霍金效應中,被稱為霍金輻射的虛擬粒子會自發地出現在黑洞的邊緣,科學家們長期以來一直試圖探測到其中一個來暗示另一個存在。 但是很難注意到任何影響。 霍金輻射只發生在黑洞巨大的深淵周圍,可能需要曲速驅動來實現安魯效應所需的加速度。

安魯效應

但是,據科學家稱,他們發現了一種機制,可以通過一種可以有效地使物質隱形的技術來顯著提高安魯效應的力量。

“這是一項艱鉅的實驗,無法保證我們一定能夠實施,但這個想法是我們神聖的希望”.

安魯效應最早由科學家在 1970 年代提出,是量子場論的眾多預測之一。 根據這一理論,不存在空虛的真空。 事實上,任何空間都充滿了無限的量子級振動,如果給予足夠的能量,它們可以自發地爆炸成幾乎立即相互湮滅的粒子-反粒子對。 任何粒子,無論是物質還是光,都只是這個量子場的局部激發。

1974 年,史蒂芬霍金預測,黑洞邊緣的極端引力,也就是它們的事件視界,也會產生虛粒子。

黑洞

根據愛因斯坦的廣義相對論,引力會扭曲時空,因此量子場越接近黑洞奇點的巨大引力,就會變得越扭曲。 由於量子力學的不確定性和奇異性,這會扭曲量子場,隨著時間的不均勻移動以及隨後整個場的能量爆發而產生不規則的口袋。 正是這些能量的不一致性導致虛擬粒子從黑洞邊緣看似無物出現。

與霍金效應一樣,安魯效應也通過量子力學和愛因斯坦預言的相對論效應的奇怪融合產生了虛擬粒子。

為了測試安魯效應,科學家們計劃建造一個實驗室粒子加速器,通過用微束照射電子將電子加速到光速。 如果他們能檢測到這種效應,他們計劃用它進行實驗,尤其是那些能讓他們探索愛因斯坦相對論和量子力學之間可能聯繫的實驗。

黑洞

“廣義相對論和量子力學理論目前仍然有些分歧,但必須有一個統一的理論來描述宇宙中的一切如何運作”,共同作者,滑鐵盧大學應用數學教授阿奇姆肯普夫說。 “我們一直在尋找將這兩個重要理論結合在一起的方法,這項工作通過為基於實驗測試新理論提供機會來幫助我們做到這一點。”.

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