Fizikçiler Çarpıtım Hızında Hızlanmayı Tetiklemenin Bir Yolunu Buldu

Her adım attığınızda, uzayın kendisi yumuşak bir sıcaklıkla parlıyor.

Fulling-Davies-Unruh etkisi (veya bazen Unruh etkisi) olarak adlandırılan bu boşluktan çıkan ürkütücü radyasyon parıltısı, kara deliklerin etrafını sardığı düşünülen gizemli Hawking radyasyonuna benzer.

Sadece bu durumda, olay yerçekiminden ziyade ivmenin ürünüdür.

Hissedemiyor musunuz? Bunun için iyi bir sebep var. En zayıf Unruh ışınlarını bile hissetmek için imkânsız bir hızda hareket etmeniz gerekir.

Şimdilik, etki, ölçme yeteneğimizin çok ötesinde, tamamen teorik bir fenomen olmaya devam ediyor. Ancak bu, Kanada'daki Waterloo Üniversitesi'nden ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) araştırmacılar tarafından yapılan bir keşfin ardından yakında değişebilir.

Temel bilgilere geri dönerek, Unruh etkisini doğrudan daha az aşırı koşullar altında incelenebilmesi için teşvik etmenin bir yolu olabileceğini gösterdiler.

Bu sayede, beklenmedik bir bükülmede, maddeyi görünmez hale getirmenin sırrını da ortaya çıkarmış olabilirler.

Ancak asıl ödül, fizikteki iki güçlü ama uyumsuz teoriyi birleştirmeyi amaçlayan deneylerde yeni temeller atmak olacaktır - biri parçacıkların nasıl davrandığını açıklayan, diğeri uzay ve zamanın eğriliğini kapsayan.

Waterloo Üniversitesi'nden matematikçi Achim Kempf, "Genel görelilik teorisi ve kuantum mekaniği teorisi şu anda hala biraz çelişkili, ancak Evrende işlerin nasıl çalıştığını açıklayan birleştirici bir teori olmalı" diyor.

"Bu iki büyük teoriyi birleştirmenin bir yolunu arıyorduk ve bu çalışma, deneylere karşı yeni teorileri test etmek için fırsatlar açarak bizi daha da yakınlaştırmaya yardımcı oluyor."

Unruh etkisi, kuantum yasalarının ve genel göreliliğin sınırında yer alır.

Kuantum fiziğine göre, bir boşlukta yapayalnız oturan bir atomun, kendisini aydınlanmış olarak düşünmeden önce, gelen bir fotonun elektromanyetik alanda dalgalanmasını beklemesi ve elektronlarını sallaması gerekir.

Göreliliği düşünürsek, hile yapmanın bir yolu var. Basitçe hızlanarak, bir atom çevreleyen elektromanyetik alandaki en küçük yalpalamayı, bir tür Doppler etkisi ile dönüştürülmüş düşük enerjili fotonlar olarak deneyimleyebilir.

Bir kuantum alanındaki dalgaların göreceli deneyimi ile bir atomun elektronlarının sallanması arasındaki bu etkileşim, frekanslarında paylaşılan bir zamanlamaya dayanır. Zamanlamaya dayanmayan herhangi bir kuantum etkisi, uzun vadede dengelenme eğiliminde oldukları kâğıt üzerinde verildiğinde genellikle göz ardı edilir.

Meslektaşları Vivishek Sudhir ve Barbara Soda ile birlikte Kempf, bir atom hızlandırıldığında, bu genellikle ihmal edilebilir koşulların çok daha önemli hale geldiğini ve aslında baskın etkiler olarak devralabileceğini gösterdi.

Güçlü bir lazer kullanmak gibi bir atomu doğru şekilde gıdıklayarak, hareket eden atomların büyük ivmelere ihtiyaç duymadan Unruh etkisini yaşamasını sağlamak için bu alternatif etkileşimlerden yararlanmanın mümkün olduğunu gösterdiler.

Ek olarak, ekip ayrıca doğru yörünge verildiğinde, hızlanan bir atomun gelen ışığa karşı şeffaflaşabileceğini ve belirli fotonları emme veya yayma yeteneğini etkili bir şekilde bastırabileceğini buldu.

Bilimkurgu uygulamaları bir yana, hızlanan bir atomun boşluktaki dalgalanmalarla bağlantı kurma yeteneğini etkilemenin yollarını tanımlayarak, kuantum fiziğinin ve genel göreliliğin nerede yeni bir teorik çerçeveye yol açtığını bulmanın yeni yollarını bulmamız mümkün olabilir.

MIT'den bir fizikçi olan Sudhir, "40 yılı aşkın bir süredir, kuantum mekaniği ve yerçekiminin arayüzünü keşfedememek, deneyleri engelledi" diyor.

"Bu arayüzü laboratuvar ortamında keşfetmek için uygun bir seçeneğimiz var. Bu büyük sorulardan bazılarını çözebilirsek, her şeyi değiştirebilir."