Науковці створили квантове торнадо у лабораторних умовах, щоби вивчити поведінку чорних дір

Вчені з Університету Ноттінгема разом з колегами з Королівського коледжу Лондона та Ньюкаслського університету створили квантовий вихор у надплинному гелії для моделювання наближено реальних умов поблизу чорних дір. Експериментальне налаштування дозволило науковця вивчати крихітні поверхневі хвилі та їхні взаємодії в надплинному гелії — це дало можливість зрозуміти, як ці умови нагадують гравітаційні сили біля чорних дір, відкриваючи нові горизонти для вивчення квантових полів у викривлених просторах-часах, інформує SciTech­Dai­ly.

Інновація дозволила вперше створити гігантський квантовий вихор, що імітує чорну діру. Дослідницька група створила величезний вихор у надплинному гелії, охолодженому до наднизьких температур, і виявила, що ці квантові вихори імітують гравітаційні умови поблизу обертових чорних дір.

Дослідження було опубліковане в журналі Nature.

Доктор Патрік Сванчара зі Школи математичних наук Університету Ноттінгема пояснив, що використання надплинного гелію дозволило їм досліджувати крихітні поверхневі хвилі з більшою деталізацією та точністю, ніж у попередніх експериментах з водою. Команда побудувала спеціальну кріогенну систему, здатну утримувати кілька літрів надплинного гелію при температурах нижче ‑271°C. При цих температурах рідкий гелій набуває незвичайних квантових властивостей. Система демонструє, як інтерфейс надплинного гелію діє як стабілізаційна сила для цих об’єктів.

Професорка Сілке Вайнфуртнер, керівник роботи в лабораторії чорних дір, зазначила, що коли вони вперше спостерігали чіткі ознаки фізики чорних дір у своєму початковому аналоговому експерименті у 2017 році, це стало проривом у розумінні на той момент непояснених космічних явищ, які інакше було б важко або неможливо вивчити. Тепер, зі значно складнішим експериментом, науковці вийшли на новий рівень досліджень. Вчені сподіваються навчитися передбачати поведінку квантових полів у викривлених просторах-часах навколо астрофізичних чорних дір.