Juodosios skylės gavo tokį vardą, nes jos sugeria visą į jas patenkančią šviesą. Mokslininkai iš Izraelio sukūrė akustinę juodąją skylę Bozė-Einšteino kondensate, sudaryto iš 100000 rubidžio atomų. Rubidžio atomų greičiai magnetinėje gaudyklėje buvo tiek sumažinti, kad jie visi atsirado žemiausioje kvantinėje būsenoje. Šaltų atomų grupė veikia kaip vienas didelis kvantmechaninis objektas. Tam, kad šis kondensatas būtų paverstas juodąja skyle, mokslininkai turėjo atrasti būdą pagreitinti dalį kondensato iki viršgarsinio greičio. Tada dalis kondensato judėjo viršgarsiniu greičiu, dalis – garso greičiu.
Mokslininkai pasiekė šį pagreitį apšviesdami didelio diametro lazerio spinduliu kondensatą tokiu būdu, kad buvo sukurti laiptinis ir harmoninis potencialai. Kai kondensato dalelės kerta „laiptelį“, jos pagreitinamos iki viršgarsinio greičio. Buvo pademonstruota, kad kondensatas gali pagreitėti iki greičių daugiau kaip eile didesnių nei garso greitis medžiagoje. Darbas buvo atspausdintas žurnale „Physical Review Letters“.
„Didžiausia mūsų straipsnio reikšmė yra ta, kad mes sugebėjome viršyti Landau kritinį greitį, kuris reiškia, kad srovė negali viršyti garso greičio medžiagoje, – pasakė vienas autorių Džefas Šteinhaueris (Jeff Steinhauer), dirbantis Technion-Israel technologijos institute. – Mūsų eksperimente ši riba buvo pasiekta per tam tikrą baigtinį laiko tarpą.“
Šioje schemoje laiptelis žymi ribą tarp viršgarsinio ir garsinio greičių sričių. Ši riba veikia kaip įvykių horizontas, kuriame kondensato greitis lygus garso greičiui medžiagoje. Viršgarsinio greičio pusėje kondensato tankis yra žymiai mažesnis nei garso greičio srityje. Mokslininkai paaiškino, kad mažesnis tankis atitinka didesnį greitį dėl masės tvermės dėsnio. Savo eksperimente jie sugebėjo išlaikyti juodosios skylės įvykių horizontą mažiausiai dvidešimt milisekundžių, kol jis tapo nestabilus.
Panašiai kaip juodoji skylė, kuri sugaudo fotonus, viršgarsinė sritis akustinėje juodojoje skylėje gaudo fononus ir didelę dalį Bogoliubovo sužadinimų su bangos ilgiais tarp 1,6 ir 18 mikrometrų. Sužadinimai su labai mažais bangų ilgiais gali pabėgti iš viršgarsinės srities, o dideli bangų ilgiai į ją netelpa.
Ateityje mokslininkai planuoja tyrinėti Houkingo (Hawking) spinduliavimą jų sukurtose akustinėse juodosiose skylėse. Žymus anglų fizikas Stivenas Houkingas numatė, kad juodosios skylės gali spinduliuoti šiluminius spindulius dėl kvantinių efektų. Prarasdamos energiją juodosios skylės traukiasi ir gali visiškai išgaruoti. Iki šiol toks spinduliavimas nebuvo registruotas.
Tam, kad stebėti Houkingo spinduliavimą akustinės juodosios sklylės atveju, turi būti tenkinami keli reikalavimai. Svarbiausia, kad pagauti kondensato sužadinimai turėtų neigiamą energiją. Mokslininkai atliko teorinį bandymą, kurio metu buvo fokusuojami du lazerio spinduliai su truputį besiskiriančiais dažniais į viršgarsinę kondensato sritį. Teoriniame modelyje kondensatas sugėrė vieno spindulio fotoną ir išspinduliavo fotoną į kitą spindulį. Tokiu būdu susikūrė sužadinimas su neigiama energija. Tyrėjų grupė mano, kad ateityje akustinės juodosios skylės leis jiems atidžiau panagrinėti Houkingo spinduliavimą.
Paieška archyve
