Prinstonas zinātnieki ir izveidojuši unikālu mikroshēmu, kas spēj simulēt telpas-laika struktūru melnajā caurumā vai miniatūrā divdimensiju Visumā. Pirmie eksperimentu rezultāti ar šo ierīci tika prezentēti žurnālā Nature.
“Parastie datori principā nevar aprēķināt sarežģītu kvantu materiālu un sistēmu izturēšanos. Mēs mēģinājām izveidot ierīci, kas dabai liks šos aprēķinus izdarīt mūsu vietā. Šī mikroshēma ļaus mums domāt par to, kā mēs varam “iebūvēt” kvantu mehāniku izliektās telpās,”saka Alicia Kollar no Prinstonas Universitātes (ASV). Parastajiem un supermasīvajiem melnajiem caurumiem ir tik spēcīgs smagums, ka tos nevar pārvarēt, nepārsniedzot gaismas ātrumu. Neviens priekšmets vai starojums nevar izkļūt ārpus melnā cauruma, ko sauc par “notikumu horizontu”, ietekmes. Tas, kas notiek ārpus notikumu horizonta, joprojām ir noslēpums un diskusiju objekts starp fiziķiem. Lielākā daļa zinātnieku uzskata, ka principā mēs nevaram ieskatīties melnajā caurumā un izpētīt tā struktūru,jo tas radīs ārkārtīgi nepatīkamas sekas - šajā gadījumā mēs nevarēsim "saskaņot" Einšteina relativitātes teoriju un kvantu mehāniku.
Neskatoties uz to, melnie caurumi pastāv, un to uzvedība un pastāvēšana ir kaut kā izskaidrojama. Salīdzinoši nesen fiziķi sāka ticēt, ka melnie caurumi faktiski nav trīsdimensiju, bet gan divdimensiju objekti, sava veida kosmiskās "hologrammas".
Šo teoriju un to raksturojošos vienādojumus izvirzīja 1990. gadu beigās divi pazīstami kosmologi - Huans Maldazena no Prinstonas universitātes un Gerarda Hoofts no Utrehtas universitātes.
Viņi ierosināja, ka telpas laiks melnajā caurumā nav "līdzens" dabā, kā tas notiek apkārtējā Visumā, bet tam ir pastāvīgs negatīvs izliekums. Vienkārši izsakoties, tas pēc ģeometrijas ir līdzīgs seglinim vai apgrieztai sfērai un ir izveidots tā, lai tā "mala", notikuma horizonta iekšējā mala, būtu vienlīdz bezgala tālu no jebkura punkta melnā cauruma iekšpusē.
Kā atzīmē Kollards, šīs teorijas, kā arī citu zinātnisko ideju, kas izmanto Lobačevska kosmosu, pārbaudi sarežģīja fakts, ka gandrīz neiespējami aprēķināt daļiņu un citu objektu izturēšanos šādā telpā.
Prinstonas zinātnieki ir atrisinājuši šo problēmu, izveidojot pirmā veida "melnā cauruma simulatoru", izmantojot miniatūrus mikroviļņu ģeneratorus, kā arī īpašu mikroshēmu, kurā tika ievietoti daudzi supravadītāju gabali.
Viņi spēlē nevis vadus, bet viļņvadus, pa kuriem gaismas daļiņas, kuras rada mikroviļņu avoti, var kustēties un netieši mijiedarboties savā starpā. Šī mijiedarbība vai nu palēninās citu daļiņu kustību, vai arī ietekmēs tās citādā veidā.
Klarda un viņas kolēģi secināja, ka, ja šie viļņvadi ir izlikti šūnveidīgajā režģī, ko veido pieci, seši vai astoņstūri, tad fotoni, kas atrodas tajos, sāk izturēties tā, it kā tie būtu melna cauruma vai citas telpas iekšpusē. negatīvs izliekums.
Reklāmas video:
Šādas mikroshēmas, kā atzīmē zinātnieki, palīdzēs ne tikai atklāt daudzos melno caurumu noslēpumus, tostarp to, kā līdzīgi objekti iztvaiko Hjūkinga pētījuma ietekmē, bet arī paātrināt daudzos kvantu aprēķinus ķīmijā, fizikā un citās zinātnes jomās.
Šim nolūkam, kā atzīst fiziķis, ir jāmaina pašreizējās mikroshēmas versijas darbība, lai fotoni sāktu aktīvāk mijiedarboties savā starpā. Šī ir pilnīgi atrisināma problēma, kuru Prinstonas pētnieki plāno atrisināt tuvākajā nākotnē.