组合量子物理学与相对论理论：来自黑洞实验室的量子真空的声波

研究人员已经开发出一种观察量子真空的新理论，这可能导致新的洞察黑洞的行为。

近越效应结合了量子物理学和相对论的理论。到目前为止，还没有衡量或观察它，但现在由诺丁汉大学领导的团队的新研究已经阐明了如何使用声音粒子实现这一目标。该团队的研究今天已在日志物理审查信中发表。

Unruh效果表明，如果你通过极端加速的量子真空，那么真空不再像真空一样：相反，它看起来像一个充满粒子的温暖浴。这种现象与来自黑洞的霍基辐射密切相关。

来自英国哥伦比亚大学和维也纳技术大学合作的诺丁汉黑洞实验室大学的研究小组表明，在加速时颗粒突然可见的空间，而不是研究空间，而是可以创建一个二维云超冷原子（Bose-einstein冷凝物），其中声子颗粒，声子，对静音声子真空的加速观察者感到可听。声音不是由探测器创建的，而是听到内容只是因为加速度（非加速的探测器仍然没有听到）。

真空充满粒子

Albert Einstein的相对论的基本思想之一是：测量结果可以取决于观察者的运动状态。时钟蜱虫多快？一个物体有多长？光线的波长是多少？没有通用的回答，结果是相对的 - 这取决于观察者移动的快速。但是关于某个空间区域是否空的问题呢？两个观察者不应该至少达成一致吗？

不 - 因为一个观察者的完美真空看起来可能是一个湍流的颗粒和另一个辐射。威廉·尚未在1976年发现的近弱效果表示，对于强烈加速的观察者，真空具有温度。这是由于所谓的虚拟颗粒，这也负责其他重要效果，例如霍克宁辐射，这导致黑洞蒸发。

“直接观察近缘效果，正如William unrue所描述的那样，今天我们完全不可能，”诺丁汉大学博士向维也纳技术大学的原子研究所解释为eSQ同伴几个月前。“你需要一个测量装置加速到微秒内几乎光的光速，以看到即使是一个微小的unruh效果 - 我们不能这样做。”但是，还有另一种方法可以了解这个奇怪的效果：使用所谓的量子模拟器。

量子模拟器

“许多量子物理法则是普遍的。它们可以显示在非常不同的系统中。人们可以使用相同的公式来解释完全不同的量子系统，“来自维也纳技术大学的JörgSchmiedmayer说。“这意味着您通常可以通过研究不同的量子系统来学习关于特定量子系统的重要事项。”

“模拟一个系统与另一个系统对理解黑洞特别有用，因为真正的黑洞有效地无法进入，”思科博士从黑洞实验室强调的强调。“相比之下，在实验室中可以在此处容易地生产模拟黑洞。”

对于unruh效果，这也是如此：如果出于实际原因无法演示原始版本，则可以创建和检查另一个量子系统，以便在那里看到效果。

原子云和激光束

正如空间中的粒子是一种“干扰”，在冷的Bose-Einstein凝结物中有扰乱 - 在波浪中展开的小不规则性（声波）。如现在所示，应使用特殊激光束可检测这种违规行为。尽管与激光相互作用，使用特殊技巧，但是，尽管与激光相互作用，由测量效果最小地受到测量的干扰。

JörgSchmiedmayer解释道：“如果移动激光束，则照明点通过伴者 - 爱因斯坦冷凝物移动，这对应于通过空空间移动的观察者。如果将激光束引导在原子云上加速运动，那么您应该能够检测静止壳体中未见的干扰 - 就像一个真空中的加速观察者会感知一个不存在的热浴固定观察者。“

“到目前为止，近日效果是一个抽象的想法，”米尔克韦福特纳教授在诺丁汉大学领导黑洞实验室，“许多人已经充满了实验验证。在量子仿真中掺入粒子检测器的可能性将使我们新的见解，以否则无法通过实验访问的理论模型。”

初步规划已经开始在诺丁汉大学使用Superfluid Helium进行实验的一个版本。“有可能，但非常耗时，有克服的技术障碍，”JörgSchmiedmayer解释道。“但这是一种学习重要效果，以前认为实际上是不可观察的重要效果。”

参考：“Bose-einstein凝聚液的干涉unduh探测器”由思科陈词，Steffen Bieromann，Sebastian Erne，Jorma Louko，William G. Unruh，Joerg Schmiedmayer和Silke Weinfurtner，2020年11月20日，物理审查信件.DOI：
10.1103 / physrevlett.125.213603