Oamenii de știință de la Princeton au creat un microcip unic capabil să simuleze structura spațiului-timp în interiorul unei găuri negre sau a unui univers bidimensional în miniatură. Primele rezultate ale experimentelor cu acest dispozitiv au fost prezentate în revista Nature.
„În principiu, computerele obișnuite nu pot calcula comportamentul materialelor și sistemelor cuantice complexe. Am încercat să creăm un dispozitiv care să facă natura să facă aceste calcule pentru noi. Acest cip ne va permite să ne gândim cum putem „construi” mecanica cuantică în spații curbe”, spune Alicia Kollar de la Universitatea Princeton (SUA). Găurile negre obișnuite și super-masive au o gravitate atât de puternică încât nu poate fi depășită fără a depăși viteza luminii. Niciun obiect sau radiație nu poate scăpa dincolo de impactul găurii negre, care este numit „orizontul evenimentului”. Ceea ce se întâmplă dincolo de orizontul evenimentului rămâne un mister și un subiect de controversă în rândul fizicienilor. Majoritatea oamenilor de știință consideră că, în principiu, nu putem privi în interiorul unei găuri negre și să studiem structura acesteia,deoarece acest lucru va duce la consecințe extrem de neplăcute - în acest caz, nu vom putea „împăca” teoria relativității și mecanicii cuantice a lui Einstein.
Cu toate acestea, există găuri negre, iar comportamentul și existența lor trebuie explicate cumva. Relativ recent, fizicienii au început să creadă că găurile negre nu sunt de fapt obiecte tridimensionale, ci bidimensionale, un fel de „holograme” cosmice.
Această teorie și ecuațiile care o descriu au fost prezentate la sfârșitul anilor 90 de către doi cosmologi cunoscuți - Juan Maldasena de la Universitatea Princeton și Gerard 't Hooft de la Universitatea Utrecht.
Ei au sugerat că spațiul-timp din interiorul unei găuri negre nu este „plat” în natură, ca în Universul din jur, ci are o curbură negativă constantă. Mai simplu spus, este similară în geometrie cu o șa sau cu o sferă inversată și este proiectată astfel încât „marginea” sa, marginea interioară a orizontului evenimentului, să fie la fel de infinit îndepărtată de orice punct din gaura neagră.
După cum observă Collard, testarea acestei teorii, precum și alte idei științifice care folosesc spațiul Lobachevsky, au fost complicate de faptul că comportamentul particulelor și al altor obiecte într-un astfel de spațiu era aproape imposibil de calculat.
Oamenii de știință de la Princeton au rezolvat această problemă creând primul tip de „simulator de găuri negre” folosind generatoare de microunde în miniatură, precum și un cip special în care au fost introduse multe bucăți de superconductori.
Ei joacă rolul de nu fire, ci ghiduri de undă, de-a lungul cărora particulele de lumină generate de surse de microunde se pot mișca și interacționează indirect între ele. Aceste interacțiuni vor încetini mișcarea altor particule sau le vor influența în alte moduri.
Collard și colegii ei au descoperit că dacă aceste ghiduri de undă erau așezate într-o grilă asemănătoare cu fagure formată din cinci, șase sau octogoni, atunci fotonii din interiorul lor încep să se comporte ca și cum ar fi fost într-o gaură neagră sau alt spațiu cu curbură negativă.
Video promotional:
Asemenea jetoane, după cum notează oamenii de știință, vor ajuta nu numai să dezvăluie multe secrete ale găurilor negre, inclusiv modul în care obiectele similare se evaporă sub influența studiului lui Hawking, dar și vor accelera multe calcule cuantice în chimie, fizică și alte domenii ale științei.
Pentru aceasta, după cum recunoaște fizicianul, este necesar să se schimbe funcționarea versiunii actuale a cipului, astfel încât fotonii să înceapă să interacționeze mai activ unul cu celălalt. Aceasta este o problemă complet rezolvabilă pe care cercetătorii de la Princeton intenționează să o rezolve în viitorul foarte apropiat.
