NightCafe Creator AI kullanılarak oluşturulan, kütle nicelleştirilmiş bir kara deliğin bir çizimi. Kredi: Queensland Üniversitesi
Kara deliklerin tuhaf kuantum özellikleri – aynı anda farklı kütlelere sahip olma gibi zihin bükme yetenekleri de dahil – Queensland Üniversitesi (UQ) fizikçileri tarafından doğrulandı.
Teorik fizikçilerden oluşan bir ekip, şaşırtıcı sonuçları ortaya çıkaran hesaplamalar yaptı. Kara delik kuantum fenomeni. Araştırma UQ tarafından yönetildi ve doktora adayı Joshua Foo tarafından yönetildi.
Bay Foo, “Kara delikler, evrenimizin inanılmaz derecede benzersiz ve büyüleyici bir özelliğidir” dedi. “Yerçekimi, çok büyük miktarda maddeyi inanılmaz derecede yoğun bir şekilde küçük bir alana sıkıştırdığında, ışığın bile kaçamayacağı kadar çok yerçekimi kuvveti yarattığında yaratılırlar.
“Ölmekte olan bir yıldızın tetikleyebileceği bir fenomen. Ancak şimdiye kadar, kara deliklerin kuantum fiziğinin bazı tuhaf ve harika davranışlarını gösterip göstermediğini derinlemesine araştırmadık.
“Böyle bir davranış, kuantum ölçeğindeki parçacıkların aynı anda birden fazla durumda bulunabileceği süperpozisyondur. Bu en yaygın olarak, aynı anda hem ölü hem de diri olabilen Schrödinger’in kedisi tarafından gösterilmektedir.
“Ama kara delikler için, aynı anda çılgınca farklı kütlelere sahip olup olamayacaklarını görmek istedik ve görünüşe göre öyle.
“Hem geniş hem uzun, hem kısa hem de sıska olduğunuzu hayal edin – bu, geleneksel fizik dünyasına demir attığımız için sezgisel olarak kafa karıştırıcı bir durum.
“Ama bu kuantum kara delikler için gerçek.”
“Evren bize her zaman çoğumuzun hayal edebileceğinden daha tuhaf, gizemli ve büyüleyici olduğunu gösteriyor.” – Dr. Magdalena Zych
Bu akıl almaz fenomeni ortaya çıkarmak için, fizikçilerden oluşan ekip, bir parçacığı teorik kütle-üst üste bindirilmiş bir kara deliğin dışına “yerleştirmemize” izin veren matematiksel bir çerçeve geliştirdi.
Bir kara deliğin tanımlayıcı bir özelliği olduğu ve kuantum kara deliklerin doğal olarak kütle süperpozisyonuna sahip olması makul olduğu için kütleye özel olarak bakıldı.
Araştırma eş danışmanı Dr. Magdalena Zych, araştırmanın aslında kuantum fiziğinin öncüleri tarafından ortaya atılan varsayımları güçlendirdiğini söyledi.
“Çalışmamız, kara delik termodinamiğinin temellerine temel katkılarda bulunan Amerikalı ve İsrailli bir teorik fizikçi olan Jacob Bekenstein’ın çok erken teorilerinin para üzerinde olduğunu gösteriyor” dedi.
“Kara deliklerin yalnızca belirli değerlere sahip kütlelere sahip olabileceğini, yani belirli bantlar veya oranlar içinde olmaları gerektiğini öne sürdü – bu, bir atom örneğin çalışır.
“Modellememiz, bu üst üste binen kütlelerin aslında Bekenstein’ın tahmin ettiği gibi belirli bantlarda veya oranlarda olduğunu gösterdi.
“Böyle bir modelin içeri girdiğini varsaymadık, bu yüzden bu kanıtı bulduğumuz gerçeği oldukça şaşırtıcıydı.
“Evren bize her zaman çoğumuzun hayal edebileceğinden daha tuhaf, gizemli ve büyüleyici olduğunu gösteriyor.”
Araştırma dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları.
Referans: Joshua Foo, Cemile Senem Arabaci, Magdalena Zych ve Robert B. Mann tarafından yazılan “Kara Delik Kütle Süperpozisyonlarının Kuantum İmzaları”, 28 Ekim 2022, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.181301