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科学家们找到了一种将相对论和量子力学结合起来的方法

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在不久的将来,科学家们计划进行一项新实验,以间接检验著名物理学家史蒂芬霍金关于黑洞的最著名预测。

科学家们相信,通过使原子不可见,他们将能够看到笼罩在以接近光速的速度运动的物体周围的虚无缥缈的量子辉光。

安鲁效应

称为 Unruh(或 Davies-Unruh)效应的发光效果使快速加速物体周围的空间看起来充满了一群虚拟粒子,使这些物体沐浴在温暖的光芒中。 由于这种效应与霍金效应密切相关,在霍金效应中,被称为霍金辐射的虚拟粒子自发地出现在黑洞的边缘,科学家们长期以来一直试图探测其中一个,以此作为另一个存在的线索。 但是很难注意到任何影响。 霍金辐射只发生在黑洞的巨大深渊周围,可能需要曲速引擎才能达到安鲁效应所需的加速度。

安鲁效应

但是,根据科学家的说法,他们已经发现了一种机制,可以通过一种可以有效地使物质隐形的技术来显着增加安鲁效应的威力。

“这是一个艰难的实验,不能保证一定能进行,但这个想法是我们神圣的希望”.

Unruh 效应于 1970 世纪 年代由科学家首次提出,是量子场论的众多预测之一。 根据这个理论,没有真空这样的东西。 事实上,任何空间都充满了无限的量子级振动,如果给予足够的能量,它们可以自发地爆炸成几乎立即相互湮灭的粒子-反粒子对。 任何粒子,无论是物质还是光,都只是这个量子场的局部激发。

1974 年,史蒂芬霍金预测黑洞边缘的极端引力,即它们的事件视界,也会产生虚粒子。

黑洞

根据爱因斯坦的广义相对论,引力会扭曲时空,因此量子场越接近黑洞奇点的巨大引力,扭曲程度就越大。 由于量子力学的不确定性和奇异性,这扭曲了量子场,随着时间的不均匀移动产生了不规则的口袋,随后能量在整个场中爆发。 正是这些能量不一致导致虚粒子从黑洞边缘看似虚无的地方出现。

与霍金效应一样,安鲁效应也通过量子力学和爱因斯坦预测的相对论效应的奇怪融合创造了虚粒子。

为了测试安鲁效应,科学家们计划建造一个实验室粒子加速器,通过用微波束照射电子将其加速到光速。 如果他们能检测到这种效应,他们计划用它进行实验,尤其是那些能让他们探索爱因斯坦相对论和量子力学之间可能联系的实验。

黑洞

“广义相对论和量子力学理论目前还有些分歧,但必须有一个统一的理论来描述宇宙中的一切是如何运作的”,合著者、滑铁卢大学应用数学教授 Achim Kempf 说。 “我们一直在寻找一种方法将这两个大理论结合在一起,这项工作通过开辟机会来测试基于实验的新理论来帮助我们做到这一点。”.

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