Согласно эффекту Унру, любой ускоряющийся объект должен ощущать пустое пространство как слегка теплое. Проблема заключается в том, что для прямого наблюдения этого явления потребовались бы немыслимые ускорения. Однако физики из Стокгольмского университета и Индийского института научного образования и исследований (IISER) в Мохали нашли обходной путь, который превращает едва заметный эффект в яркую вспышку света.
Представьте группу атомов, заключенных между двумя параллельными зеркалами. В обычных условиях атомы излучают свет независимо друг от друга, как солисты. Но при определенных условиях они начинают работать синхронно, словно хор, создавая мощную коллективную вспышку — это явление называется сверхизлучением. Ключевое открытие состоит в том, что если эти атомы ускоряются и чувствуют тепло пустого пространства из-за эффекта Унру, их коллективная вспышка происходит раньше, чем у неподвижных атомов.
«Мы нашли способ превратить шепот эффекта Унру в крик», — объясняет аспирант IISER Ахил Десвал. «Используя расположенные в определенных местах высококачественные зеркала, мы делаем обычные фоновые сигналы тише, в то время как вспышка, вызванная ускорением, оказывается чище и заметнее».
Важнейшее преимущество нового подхода — значительно меньшие требования к ускорению по сравнению с экспериментами без специальных зеркал. Это делает эксперимент потенциально осуществимым в лабораторных условиях, а не только в теоретических расчетах.
Эффект Унру был предсказан еще в 1970-х годах, но до сих пор оставался исключительно предметом теоретических расчетов, так как наблюдать его в реальных условиях было невозможно. Новая работа впервые предлагает реалистичный путь к экспериментальной проверке этого фундаментального предсказания квантовой теории поля.
Поскольку ускорение и гравитация, согласно общей теории относительности Эйнштейна, тесно связаны между собой, подобные методы могут в будущем помочь специалистам изучать тонкие квантовые эффекты, связанные с гравитацией, прямо в лаборатории. Это открывает захватывающие перспективы для понимания квантовой природы пространства-времени без необходимости в космических масштабах или экстремальных условиях экспериментов.
Ранее ученые обнаружили удивительный кристалл, который полностью изменит квантовые технологии.