हॉकिंग विकिरण साबित हुआ?

आज तक, यह प्रयोग ब्लैक होल में क्वांटम घटना के लिए सबसे ठोस सबूत प्रदान करता है

सिद्धांत यह है कि एक ब्लैक होल हॉकिंग विकिरण का उत्सर्जन करता है - लेकिन अभी तक यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध नहीं हुआ है। © Alain r / CC-by.sa 2.5
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एनालॉग के रूप में ध्वनि: एक भौतिक विज्ञानी प्रायोगिक रूप से पहली बार साबित कर सकता था कि ब्लैक होल काले नहीं हैं। क्योंकि उन्होंने प्रयोगशाला में ध्वनि तरंगों के लिए एक ब्लैक होल का निर्माण किया है, जो कि हॉकिंग विकिरण के लिए हाइथर्टो सबसे ठोस एनालॉग को भेजता है, जर्नल नेचर फिजिक्स की रिपोर्ट में शोधकर्ता के रूप में। प्रयोग में, आभासी कण बनाए गए थे, जिनमें से एक को निगल लिया गया था और दूसरे को छोड़ दिया गया था - जैसा कि वास्तविक ब्लैक होल के लिए माना जाता है।

ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने 1970 के दशक में इसे पोस्ट किया: ब्लैक होल से बच निकले। क्योंकि क्वांटम उतार-चढ़ाव के कारण आभासी कणों और उनके एंटीपार्टिकल्स के जोड़े प्रतीत होते हैं कि वे खाली जगह पर बनते हैं। हालांकि, यदि उनमें से एक इस तरफ है, तो घटना क्षितिज से परे, वे एक दूसरे को रद्द नहीं करते हैं, जैसा कि आमतौर पर होता है।

आम सहमति, लेकिन कभी साबित नहीं हुई

इसके बजाय, एक कण को ​​ब्लैक होल में खींचा जाता है, दूसरा बच सकता है। ये "बच गए" कण हॉकिंग विकिरण का निर्माण करते हैं, इसलिए सिद्धांत। यह विकिरण जितना मजबूत होता है, ब्लैक होल उतना ही कम खराब होता है। सूक्ष्म छिद्रों के साथ, यह विकिरण उन्हें समय के साथ सिकुड़ता है और पूरी तरह से विकिरण में घुल जाता है।

लेकिन हालांकि यह सिद्धांत अब 40 साल से अधिक पुराना है, लेकिन इस विकिरण को स्पष्ट रूप से साबित करना संभव नहीं है। समस्या यह है कि एक तारकीय या बड़े ब्लैक होल के साथ, हॉकिंग विकिरण केवल औसत दर्जे का होने के लिए बहुत कमजोर है। दुनिया भर के शोधकर्ता कुछ समय से उन प्रयोगशालाओं में स्थिति बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो ब्लैक होल में हैं।

जेफ स्टीनहावर अपनी प्रयोगशाला में © निट्ज़ान ज़ोहर / तकनीक

प्रकाश और पदार्थ के बजाय ध्वनि

इन वैज्ञानिकों में से एक हैफा में तकनीक से जेफ स्टीनहॉयर है। वह अब पहली बार एक ब्लैक होल में इस तरह के एनालॉग के बहुत करीब आने में सक्षम हो सकता है। उनका प्रयोग इस सिद्धांत पर आधारित है कि उनके माध्यम से ध्वनि तरंगें समान रूप से अनिवार्य रूप से ब्लैक होल ईवेंट क्षितिज से परे एक वस्तु के रूप में फंस जाती हैं। प्रदर्शन

प्रयोगशाला में, इसलिए ध्वनि के लिए एक प्रकार के ब्लैक होल का निर्माण किया जा सकता है। स्टाइनहॉयर ने शुरू में रुबिडियम परमाणुओं के एक बादल को पूरी तरह से शून्य से ऊपर ठंडा कर दिया था। इस तरह परमाणु एक बोस-आइंस्टीन घनीभूत हो जाते हैं। इस क्वांटम स्थिति में, उनके व्यवहार को केवल तरंगों के माध्यम से वर्णित किया जा सकता है, वे अब स्वतंत्र व्यक्तिगत कणों का निर्माण नहीं करते हैं।

पराबैंगनी परमाणुओं के घटना क्षितिज

इन चरम स्थितियों में भी, ध्वनि धीरे-धीरे चलती है, केवल प्रति सेकंड लगभग आधा मिलीमीटर। और इससे बोस-आइंस्टीन घनीभूत की एक विशेष घटना की जांच करना संभव हो जाता है: अंतरिक्ष के वैक्यूम में आभासी कणों का निर्माण कैसे होता है, इसी तरह परमाणु घनत्व में सहज घनत्व वाले दालों, तथाकथित फ़ॉनों का गठन होता है।

और यह वह जगह है जहां ब्लैक होल की उपमा खेल में आती है: एक लेजर का उपयोग करते हुए, स्टाइनहायर ने कंडेनसेट में एक ज़ोन बनाया, जिसमें परमाणु इन स्थितियों के लिए सुपरसोनिक गति के साथ एक मिलीमीटर प्रति सेकंड at पर चले गए। जब स्वस्फूर्त फोनन संघनन के इस भाग में उभरे, तो वे एक ब्लैक होल के क्षितिज से परे आभासी कणों की तरह बह गए।

बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में सहज घनत्व बिंदु उत्पन्न होते हैं, जैसा कि इन तीन अस्थायी रूप से क्रमिक चित्रों में यहां देखा गया है। ये फोनन, जिन्हें ध्वनि तरंगों के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है, अब हॉकिंग विकिरण का एक एनालॉग प्रदान करते हैं। Ould एनआईएसटी / जीआईएलए / सीयू-बोल्डर

हॉकिंग विकिरण का प्रमाण?

और अब स्टीनहॉयर ने निर्णायक बिंदु का अवलोकन किया: "हमारे माप घटना क्षितिज के दोनों किनारों पर बिंदुओं के बीच सहसंबंध दिखाते हैं, " शोधकर्ता बताते हैं। जाहिरा तौर पर, आम सहमति में, गर्भनिरोधक फोनोन के जोड़े का गठन किया गया, जिनमें से एक दूर ले जाया गया, लेकिन दूसरा बच गया - ब्लैक होल में आभासी कणों की तरह।

ब्लैक होल के लिए ध्वनि अनुरूप इसलिए चुप नहीं है, लेकिन एक शांत शोर पैदा करता है ph यदि भागने वाले फोनन भारी थे। भौतिकशास्त्री कहते हैं, स्टाइनहॉयर के अनुसार, यह इसलिए ब्लैक होल में हॉकिंग विकिरण का एक वास्तविक समकक्ष है: "माप हॉकिंग विकिरण की मात्रा प्रकृति की पुष्टि करता है।"

"अब तक का सबसे ठोस सबूत"

"नेचर" के संपादकों के अनुसार, स्टाइनहायर का प्रयोग हॉकिंग विकिरण के एक एनालॉग का अब तक का सबसे ठोस सबूत प्रदान करता है। "उनका प्रयास हॉकिंग विकिरण के एक प्रयोगात्मक अवलोकन के सबसे करीब हो सकता है, " पत्रिका कहती है। "यह निश्चित रूप से एक अग्रणी पेपर है, " रेहोट में वेइज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस के भौतिक विज्ञानी उल्फ़ लियोनहार्ट ने टिप्पणी की है।

हालाँकि, हॉकिंग विकिरण के प्रमाण अभी भी अधूरे हैं। स्टाइनहाऊर पहले केवल उच्च ऊर्जा ध्वनि दालों के लिए अपने घनीभूत में फोनन जोड़े के कनेक्शन का निरीक्षण करने में सक्षम था। इसके अलावा, यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि इस तरह के अनुरूप प्रयोगों से बयानों को वास्तविक ब्रह्मांडीय ब्लैक होल में स्थानांतरित किया जा सकता है या नहीं।

स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी ऑफ नेचर न्यूज में लियोनार्ड बुश के हवाले से कहा गया है, "अगर स्टाइनहाऊर के निष्कर्षों की पुष्टि की जाती है, तो यह हॉकिंग के लिए एक जीत होगी - हिग्स बोसोन की खोज पीटर हिग्स और उनके सहयोगियों के लिए एक जीत थी।" (प्रकृति भौतिकी, 2016; दोई: 10.1038 / nphys3863)

(प्रकृति, 17.08.2016 - एनपीओ)