เว็บตรงการทดสอบระลอกน้ำครั้งใหม่สนับสนุนแนวคิดเรื่องความร้อนควอนตัมในสุญญากาศ

พื้นที่ว่างอาจรู้สึกร้อนสำหรับนักเดินทางที่รูดซิปผ่านคลิปเว็บตรงที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หรือนักฟิสิกส์บางคนคาดการณ์ไว้ และการทดลองใหม่ได้บอกใบ้ว่ามันอาจจะถูกต้องแนวคิดนั้นเรียกว่าเอฟเฟกต์ Unruh ดูเหมือนว่าจะได้รับการสนับสนุนโดยเอฟเฟกต์ที่คล้ายคลึงกันที่ปรากฏในถังน้ำที่กระเพื่อม นักวิจัยรายงานวันที่ 7 กันยายนที่ arXiv.org หากต้องพิจารณาอย่างละเอียดถี่ถ้วน ผลลัพธ์จะเป็นเครื่องหมายในครั้งแรกที่มีการพบเวอร์ชันของเอฟเฟกต์ Unruh

เป็นแนวคิดที่ขัดกับสัญชาตญาณ: สำหรับผู้สังเกตที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 

สุญญากาศที่สมบูรณ์แบบจะเย็นยะเยือก แต่คนที่เร่งความเร็วผ่านพื้นที่ว่างนั้นอาจทำให้เหงื่อออกมาก นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี George Matsas จาก São Paulo State University ในบราซิลกล่าวว่า “ผลกระทบของ Unruh นั้นโดยทั่วไปแล้วบอกว่าถ้าคุณเร่งความเร็วเพียงพอในสุญญากาศ คุณสามารถเผาไหม้จนตายได้

ความฝันที่เกิดขึ้นในปี 1970 เอฟเฟกต์ Unruh ซึ่งตั้งชื่อตามหนึ่งในผู้ค้นพบคือ William Unruh นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแวนคูเวอร์ ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าในฟิสิกส์ควอนตัม พื้นที่ว่างไม่เคยว่างเปล่าอย่างแท้จริง ในทางกลับกัน อนุภาคและปฏิปักษ์ที่หมุนวนอย่างวุ่นวายกลับถูกสร้างและทำลายล้างอย่างต่อเนื่อง สำหรับใครก็ตามที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ อนุภาคเหล่านั้นจะเป็นแบบชั่วคราว หรือ “เสมือน” อนุภาคเสมือนดังกล่าวดูเหมือนจะละเมิดการอนุรักษ์พลังงานในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งเป็นมุมแหลมที่เกิดขึ้นจากหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก แต่สำหรับผู้สังเกตที่เร่งความเร็ว อนุภาคเหล่านั้นจะทำหน้าที่เหมือนอนุภาคจริงถาวรที่มีพลังงานที่กำหนดไว้อย่างดี และสร้างอุณหภูมิที่จะเพิ่มขึ้นด้วยความเร่งที่มากขึ้น

แต่การวัดเอฟเฟกต์ Unruh นั้นเป็นงานที่ยาก:

 การสังเกตอุณหภูมิ 1 เคลวิน (1 องศาเซลเซียสเหนือศูนย์สัมบูรณ์) จะต้องมีการเร่งความเร็ว 10 พันล้านครั้งที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลก ข้อกำหนดดังกล่าวหมายความว่าเอฟเฟกต์ Unruh นั้นไม่ได้รับการยืนยัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่ามันเป็นของจริงหรือไม่

นักฟิสิกส์ Ulf Leonhardt จากสถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ในเมือง Rehovot ประเทศอิสราเอล และเพื่อนร่วมงานได้เริ่มสังเกตผลที่คล้ายคลึงกันซึ่งไม่ต้องการความเร่งมากนัก นักวิจัยรายงานว่า เอฟเฟกต์ Unruh รุ่น “คลาสสิก” – ลบด้วยกลศาสตร์ควอนตัม – เกิดขึ้นในคลื่นบนผิวน้ำ

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างคลื่นที่ชวนให้นึกถึงสุญญากาศที่เป็นฟองซึ่งให้กำเนิดอนุภาคและปฏิปักษ์โดยการสั่นของช่องทางน้ำ กล้องวิดีโอบันทึกความสูงของระลอกคลื่นที่เกิดขึ้น นักวิจัยได้ติดตามความสูงของคลื่นตามแนววิถีที่ผู้สังเกตการณ์เร่งความเร็วจะทำ ซึ่งสร้างรูปแบบที่คล้ายคลึงกับอุณหภูมิ: เมื่อแตกออกตามความถี่ของคลื่น การกระจายของระลอกคลื่นตรงกับความถี่ของการแผ่รังสีที่เกี่ยวข้องกับ อุณหภูมิที่ทำนายโดยเอฟเฟกต์ Unruh

“นี่เป็นแอนะล็อกที่ถูกต้องตามกฎหมายและผลลัพธ์ก็ค่อนข้างน่าเชื่อ” Matsas ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว  

ผู้ร่วมวิจัย Leonhardt ปฏิเสธที่จะแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับงานนี้ เนื่องจากยังไม่มีการตรวจสอบโดยเพื่อน

เอฟเฟกต์ Unruh นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับรังสีของ Hawking ซึ่งเป็นรังสีที่แผ่วเบาอย่างยิ่งที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำที่อุณหภูมิที่กำหนดโดยมวลของมัน ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสถานะคล้ายหลุมดำในน้ำ และด้วยเหตุนี้จึงแสดงให้เห็นบางสิ่งที่คล้ายกับรังสีฮอว์คิง ( SN: 12/18/10, p. 28 ) ทั้งการแผ่รังสีของ Hawking และเอฟเฟกต์ Unruh นั้นน่าสนใจสำหรับนักฟิสิกส์ เนื่องจากปรากฏการณ์เหล่านี้เชื่อมโยงกลศาสตร์ควอนตัมกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งระหว่างนั้นก็คือโลกใต้พิภพที่ไม่ค่อยเข้าใจฟิสิกส์

“เป็นความคิดที่ดีที่จะมองหาเอฟเฟกต์ Unruh ในรูปแบบแอนะล็อก” Silke Weinfurtner จาก University of Nottingham ในอังกฤษกล่าว แต่เธอตั้งข้อสังเกตว่า นักวิจัย “ไม่ได้เร่งการสังเกตจริงๆ” แต่พวกเขามองเฉพาะสิ่งที่ผู้สังเกตการณ์สมมุติฐานอาจตรวจพบ และอนุมานได้ว่าผู้สังเกตการณ์ดังกล่าวจะรู้สึกถึงรูปแบบของคลื่นที่คล้ายคลึงกับอุณหภูมิที่คาดการณ์ไว้เนื่องจากผลกระทบ Unruh

ในทำนองเดียวกัน นักฟิสิกส์คนอื่นๆ กำลังรอการยืนยันเพิ่มเติมก่อนที่จะตื่นเต้นเกินไป “มันเป็นบทความที่น่าสนใจมาก” Germain Rousseaux จากมหาวิทยาลัย Poitiers ในฝรั่งเศสกล่าว ถึงกระนั้น เขาก็กล่าวว่า “นี่เป็นก้าวแรก ฉันจะระมัดระวังกับข้อสรุป”เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง