Hokingo spinduliuotė pagaliau aptikta eksperimentiškai?  (5)

Fizikai mano, jog pagaliau eksperimento būdu aptikta juodųjų skylių skleidžiama spinduliuotė, kurios egzistavimą daugiau kaip prieš 30 metų teoriškai įrodė fizikas Stivenas Hokingas (Stephen Hawking). Šis fenomenas stebėtas ne kur nors kosmose, bet čia, Žemėje.

Visatoje gausu dalelių ir antidalelių porų, kurios susijungdamos praktiškai iškart anihiliuoja, į aplinką išlaisvindamos didžiulę energiją. Hokingo spinduliavimas (Hawking radiation) pasireiškia, kai šios poros yra arti juodosios skylės. Kuomet dalelių pora priartėja prie juodųjų skylių įvykių horizonto, vieną iš jų įtraukia milžiniška gravitacijos jėga; tuo tarpu kitai dalelei pavyksta ištrūkti, anihiliacijai dar nespėjus įvykti. Tokiu atveju galima stebėti, jog juodoji skylė spinduliuoja daleles ir taip praranda nedidelę dalį savo masės, kadangi ištrūkdama dalelė kartu su savimi išsineša dalį juodosios skylės energijos.

Tyrėjai iš Milano universiteto teigia, jog jiems pavyko stebėti Hokingo spinduliavimą, jų laboratorijoje sukūrus priešingybę juodajai skylei - vadinamą baltąją skylę. Vietoj to, kad šviesa būtų sugeriama kaip juodojoje skylėje, sustojusios baltosios skylės skleidžiamos šviesos bangos taip pat sudaro savotišką įvykių horizontą. Tokia "baltoji skylė" sukuriama naudojant specialią dielektrinę terpę, kurioje sklindanti šviesa gali keisti pačios terpės lūžio rodiklį. Didėjant lūžio rodikliui, šviesos judėjimo greitis mažėja, kol, susidarius tam tikroms specifinėms sąlygoms, ji visiškai sustoja vietoje. Taip susidaro riba, kurios šviesa negali įveikti - baltosios skylės įvykių horizontas, kuris yra tarsi juodosios skylės įvykių horizonto priešingybė.

Mokslininkams Hokingo spinduliuotę pavyko užfiksuoti naudojant ultratrumpus (1 pikosekundžių) impulsus skleidžiantį infraraudonųjų spindulių lazerį, kuris buvo nukreiptas į išlydytą silicį. Tokios būsenos medžiaga tuo pačiu metu spinduliavo fotonus, kuriuos analizavio spektrometras ir CCD kamera.

Naudodami CCD kamerą, tyrinėtojai aptiko keistą fotonų emisiją, kuri buvo nukreipta statmenai siliciui. Mokslininkai pažymi, jog jie eksperimentą suplanavo taip, kad jis būtų kuo geriau apsaugotas nuo rezultatus iškreipti galinčių išorinių trikdžių, tokių kaip Čerenkovo spinduliuotė, keturių bangų šviesos sąveika, fazinė savimoduliacija, Relėjaus sklaida ir fluorescencija. "Mes eksperimento metu pastebėjome fotonų emisiją, kuri visų pirma pasižymi Hokingo spinduliuotės charakteristikomis, ir antra, vyksta visiškai savarankiško fotonų emisijos mechanizmo pagrindu, kuris skiriasi nuo visų žinomų. Todėl mes interpretuojame tirtąją fotonų emisiją kaip ties įvykių horizontu sugeneruotos Hokingo spinduliuotės požymį", rašo autoriai savo straipsnyje.

Tokie eksperimentai parodo, jog norint eksperimentiškai tirti kai kurias juodųjų skylių savybes, kartais užtenka ir daug paprastesnių sąlygų, nei mano daugelis. Jei tolimesni eksperimentai patvirtins, kad tai išties yra Hokingo spinduliuotė, tuomet rezultatai gali padėti paaiškinti tokius reiškinius, kaip juodųjų skylių masės praradimas bei kiti jose vykstantys fizikiniai procesai, ar netgi padės atskleisti kai kurias Visatos prigimties paslaptis.

Aut. teisės: www.technologijos.lt
Autoriai: Ronaldas

(1)
(0)
(1)

Komentarai (5)