บาคาร่าเว็บตรง ‘แสงอุ่น’ ของเอฟเฟกต์ Unruh สามารถเห็นได้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้อิเล็กตรอนเร่ง

บาคาร่าเว็บตรง 'แสงอุ่น' ของเอฟเฟกต์ Unruh สามารถเห็นได้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้อิเล็กตรอนเร่ง

บาคาร่าเว็บตรง อิเล็กตรอนเร่ง การเร่งความเร็วสุดขีด การสังเกตผลกระทบ Unruh อาจเกี่ยวข้องกับการเร่งความเร็วของอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็ว ปรากฏการณ์ทางกลควอนตัมที่คลุมเครือซึ่งเกี่ยวข้องกับแสงอันอบอุ่นที่มองเห็นได้เฉพาะผู้สังเกตการณ์ที่เร่งความเร็ว ซึ่งคิดว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตรวจพบได้ ควรจะวัดได้ในห้องปฏิบัติการ นักฟิสิกส์สามคนในแคนาดาและสหรัฐอเมริกา 

ที่คิดว่าปรากฏการณ์ Unruh สามารถเห็นได้จาก

การเร่งอิเล็กตรอนไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้อย่างดีในขณะที่อาบด้วยไมโครเวฟ หลักฐานสำหรับผลกระทบที่พวกเขาคำนวณควรมีให้หลังจากการสังเกตเพียงไม่กี่ชั่วโมง – ตรงกันข้ามกับลายเซ็นจากอนุภาคที่ไม่มีรังสีซึ่งจะใช้เวลานานกว่าประวัติศาสตร์ของจักรวาลจึงจะปรากฏ

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เปิดเผยในปี ค.ศ. 1905 ใช้กับผู้สังเกตการณ์ที่ไม่เร่งความเร็ว ซึ่งอยู่ในกรอบอ้างอิง “เฉื่อย” มันบอกเราว่าผลกระทบที่ไม่ธรรมดาบางอย่างเกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตคนหนึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์กับอีกคนหนึ่งใกล้กับความเร็วแสง – รวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเวลาและความเร็วไม่ใช่ปริมาณสัมบูรณ์อีกต่อไป แต่ขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิงของผู้สังเกต อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้มีเพียงเล็กน้อยที่จะพูดเกี่ยวกับผลกระทบของการเร่งความเร็ว

นักทฤษฎีได้ตรวจสอบปัญหานี้ในทศวรรษ 1970 โดยพยายามค้นหาว่าผู้สังเกตการณ์ที่เร่งความเร็วจะประสบอะไรเมื่อพวกเขาเคลื่อนที่ผ่านสุญญากาศของห้วงอวกาศ William Unruh , Stephen FullingและPaul Daviesพบว่าในขณะที่ผู้สังเกตการณ์เฉื่อยจะไม่เห็นสิ่งใดเป็นพิเศษ บุคคลที่เร่งความเร็วจะได้รับแสงอุ่น (ค่อนข้าง) ของอนุภาคจากสุญญากาศควอนตัม – เพิ่มอุณหภูมิเล็กน้อยในกรอบอ้างอิง จากศูนย์ถึงจำนวนจำกัด

อัตราเร่งสุดขีด

อย่างไรก็ตาม ผลที่ได้นั้นน้อยมาก ในการวัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพียง 1 K ผู้สังเกตการณ์จะต้องเร่งความเร็วที่ 10 20  m/s 2ซึ่งสูงกว่าสิ่งที่มนุษย์สามารถทำได้อย่างคาดไม่ถึง ความเร่งดังกล่าวสามารถบรรลุได้โดยอิเล็กตรอนที่ผลักเข้าไปภายในเครื่องเร่งอนุภาคอันทรงพลัง แต่ถึงอย่างนั้น โอกาสที่จะตรวจพบปรากฏการณ์ (ความน่าจะเป็น) ก็ยังน้อยมาก เพียง 1 ใน 10 18ต่อวินาที

ในงานล่าสุดBarbara ŠodaและAchim Kempfจาก University of Waterloo ในแคนาดาใช้แนวทางใหม่ในการคำนวณผลควอนตัมของการเร่งความเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาพิจารณาถึงวิธีเพิ่มโอกาสที่อนุภาคจะได้รับผลกระทบจากอุนรุห์โดยให้สัมผัสกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในขณะที่เร่งความเร็ว พวกเขาอธิบายว่าการขยายผลของ Unruh ที่ “ถูกกระตุ้น” เมื่อเทียบกับความหลากหลายที่เกิดขึ้นเองตามแบบแผนนั้นเทียบได้กับความแตกต่างระหว่างการปล่อยแสงที่เกิดขึ้นเองและที่กระตุ้นโดยอะตอม ซึ่งเป็นแบบหลังที่ใช้ในเทคโนโลยีเลเซอร์

เมื่อใช้พีชคณิต พวกเขาสรุปว่าความน่าจะเป็นที่จะเห็นเอฟเฟกต์ Unruh ที่ถูกกระตุ้นนั้นเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของจำนวนโฟตอนในการแผ่รังสีที่กระตุ้น (เมื่อเทียบกับผลกระทบที่เกิดขึ้นเอง) ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงโต้แย้งว่าโดยหลักการแล้วควรจะสามารถเฉือนเวลาที่จำเป็นสำหรับการสังเกตผลกระทบด้วยการส่งอิเล็กตรอนเร่งความเร็วผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง ชี้ให้เห็นว่าโพรงไมโครเวฟที่ล้ำสมัยสามารถเก็บโฟตอนได้ประมาณ 10 15โฟตอน พวกเขาคิดว่าสามารถเห็นผลที่วัดได้หลังจากสังเกตเพียงไม่กี่ชั่วโมง

การดูดซึมที่ไม่ต้องการ

มีอุปสรรคในการที่การคำนวณของพวกเขาเปิดเผยผลควอนตัมที่สองที่ควรจะได้รับประสบการณ์โดยอนุภาคเร่ง นี่คือการดูดกลืนแบบเรโซแนนซ์ ซึ่งเป็นชนิดที่อะตอมใดๆ จะได้รับเมื่อสัมผัสกับรังสีที่มีความถี่ที่เหมาะสม แต่นักวิจัยเชื่อว่าสิ่งนี้ไม่ควรจะเป็นการประชดประชัน เพราะการโต้เถียงว่าอนุภาคที่ถูกเร่งโดยวิถีทางที่ถูกต้องจะได้รับผลกระทบจาก Unruh ที่ถูกกระตุ้นโดยที่แทบไม่มีการดูดซึม

การทดลองที่เหมาะสมเพื่อสร้างความเร่งดังกล่าวกำลังได้รับการพัฒนาโดยVivishek Sudhirและเพื่อนร่วมงานที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในสหรัฐอเมริกา Sudhir ซึ่งร่วมมือกับ Šoda และ Kempf ในงานวิจัยล่าสุดนี้ กล่าวว่าแนวคิดคือการใช้ “ช่องไมโครเวฟแบบตั้งโต๊ะ” แบบแช่แข็งเพื่อดักจับและเร่งอิเล็กตรอนตัวเดียว แล้ววัดการหดตัวทางกลของอิเล็กตรอนในกรอบห้องแล็บ อ้างอิงในขณะที่มันปล่อยและดูดซับโฟตอน Unruh ในกรอบเร่งของมันเอง แต่เขาลังเลที่จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการเร่งความเร็วและวิธีที่เขาและเพื่อนร่วมงานตั้งใจที่จะบรรลุความไวในการวัดที่จำเป็น

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ทดสอบโดยดาวฤกษ์โคจรรอบหลุมดำ

อันที่จริงAnatoly Svidzinskyจาก Texas A&M University ในสหรัฐอเมริกาสงสัยว่าเอฟเฟกต์ Unruh สามารถตรวจพบได้โดยตรงจากการทดลอง เขากล่าวว่าบทความ ที่ ตีพิมพ์โดยตัวเขาเองและเพื่อนร่วมงานบางคนในปีที่แล้วคาดการณ์งานปัจจุบันโดยใช้แนวคิดเรื่องความถี่เชิงลบ (หรือพลังงาน) เขาให้เหตุผลว่าโดยหลักการแล้วการกระตุ้นโดยไม่ดูดซับสามารถทำได้โดยไม่มีแหล่งกำเนิดโฟตอนภายนอก แต่อาศัยการขยายตัวเองแทน – ความจริงที่ว่าการปล่อย Unruh จากกลุ่มอะตอมเร่งหนึ่งตัวหรือมากกว่าในสถานะพื้นดินควรกระตุ้นอะตอมอื่น ๆ ภายใน กลุ่มที่จะทำสิ่งเดียวกัน (การอนุรักษ์พลังงานบอกว่าโฟตอนไม่สามารถดูดซับได้) แต่เขาเตือนว่าผลจะเล็กน้อยในการทดลองจริงใดๆ

หากแผนการทดลองที่เสนอใหม่มองเห็นแสงสว่าง ผลลัพธ์อาจมีนัยแฝงนอกเหนือจากผลกระทบของ Unruh เอง ตามที่ Šoda และ Kempf ชี้ให้เห็น ความเท่าเทียมกันในท้องถิ่นของการเร่งความเร็วและแรงโน้มถ่วงบ่งบอกว่าเอฟเฟกต์ Unruh นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการแผ่รังสีของ Hawking ซึ่งเป็นหลุมดำความร้อนที่คาดว่าจะปล่อยออกมาจากนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ จากการค้นพบครั้งใหม่ พวกเขาแนะนำว่ารังสีของ Hawking อาจถูกกระตุ้นด้วย ไม่ใช่จากแหล่งกำเนิดโฟตอนในห้องปฏิบัติการใดๆ แต่เกิดจากการแผ่รังสีรอบข้างที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติใกล้กับหลุมดำ

ใช้ตัวสะท้อนแสงพื้นผิวด้านหลังเพื่อเปลี่ยนทิศทางการแผ่รังสี sub-bandgap ที่ไม่สามารถใช้ได้กลับไปยังแหล่งกำเนิด และได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับแหล่งความร้อนที่อุณหภูมิ 1900–2400 °C. ตามที่นักพัฒนาของพวกเขา เซลล์สามารถรวมเข้ากับระบบพลังงานหมุนเวียนสำหรับการจัดเก็บตารางความร้อนต้นทุนต่ำ บาคาร่าเว็บตรง