“Badai kuantum” pertama dari jenisnya memecahkan rekor simulasi lubang hitam

Pusaran superfluida yang dikendalikan laboratorium membantu fisikawan mempelajari lebih lanjut tentang perilaku lubang hitam.

Pusaran yang dihasilkan oleh helium yang didinginkan hingga sedikit di atas nol mutlak meniru lingkungan gravitasi objek-objek ini dengan sangat tepat sehingga memberikan gambaran yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang bagaimana ruang-waktu di sekitar mereka ditarik dan terdistorsi.

“Penggunaan helium superfluida memungkinkan kami mempelajari gelombang permukaan kecil dengan lebih detail dan presisi dibandingkan eksperimen kami sebelumnya di air.” jelas fisikawan Patrick Savantara dari Universitas Nottingham di Inggris, yang memimpin penelitian.

Ini adalah isotop helium – helium-4 – yang telah didinginkan hingga -271°C (-456°F), tepat di atas Nol mutlak. Pada suhu yang sangat dingin ini, boson dalam helium-4 melambat sehingga mengganggu dan berperilaku seperti superatom tunggal—cairan kental, atau superfluida.

Tim menggunakan sifat kuantum yang tidak biasa dari superfluida helium-4 untuk menghasilkan semacam “tornado kuantum”.

“Helium superfluida mengandung benda-benda kecil yang disebut pusaran kuantum, yang cenderung menyebar satu sama lain.” “kata Svančara. “Dalam pengaturan kami, kami mampu mengurung puluhan ribu kuanta ini ke dalam benda kompak yang menyerupai tornado mini, sehingga mencapai aliran pusaran dengan kekuatan rekor di dunia cairan kuantum.”

Dengan mempelajari tornado ini, peneliti dapat mengidentifikasi kesamaan antara aliran pusaran dan efek rotasi lubang hitam pada lengkungan ruangwaktu di sekitarnya. Secara khusus, para peneliti mengamati gelombang berdiri yang mirip dengan lubang hitam Negara-negara yang dibatasiEksitasinya mirip dengan lubang hitam yang baru terbentuk.

Dan ini baru permulaan. Kini setelah para peneliti membuktikan bahwa eksperimen mereka berjalan sesuai keinginan mereka, pusaran tersebut siap membuka bidang baru dalam ilmu lubang hitam.

“Saat kami pertama kali mengamati tanda-tanda yang jelas dari fisika lubang hitam dalam studi awal kami Eksperimen analog pada tahun 2017Itu adalah momen yang menarik untuk memahami beberapa fenomena aneh yang seringkali sulit, bahkan tidak mungkin, untuk dipelajari. kata fisikawan Silke Weinfurtner Dari Universitas Nottingham.

“Sekarang, dengan eksperimen kami yang paling canggih, kami telah membawa penelitian ini ke tingkat berikutnya, yang pada akhirnya dapat mengarahkan kami untuk memprediksi bagaimana perilaku medan kuantum dalam ruang-waktu melengkung di sekitar lubang hitam astrofisika.”

Penelitian ini dipublikasikan di alam.