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[涨姿势] 物理学家创造破纪录的“量子涡旋”来研究黑洞之谜

作者：精品下载站 日期：2024-12-13 18:26:28 浏览：14 分类：涨姿势

物理学家创造破纪录的“量子涡旋”来研究黑洞之谜

物理学家创造了一种“量子涡旋”，其流动粘度比水低 500 倍，可用于研究黑洞引起的时空扭曲。

[涨姿势] 物理学家创造破纪录的“量子涡旋”来研究黑洞之谜

科学家们在氦超流体内创造了一个巨大的量子龙卷风，他们希望用它来探索黑洞的神秘本质。

这个漩涡由液氦制成，冷却至接近绝对零，移动时没有摩擦力，使其模仿旋转黑洞扭曲周围时空的方式。

通过研究漩涡，物理学家可以收集有关宇宙怪物行为的重要见解。研究人员于 3 月 20 日在《自然》杂志上发表了他们的发现。

“与之前的水中实验相比，使用超流氦使我们能够更详细、更准确地研究微小的表面波，”主要作者、英国诺丁汉大学物理学家帕特里克·斯万卡拉（Patrik Svancara）在一份声明中说。 “由于超流氦的粘度非常小，我们能够仔细研究它们与超流龙卷风的相互作用，并将研究结果与我们自己的理论预测进行比较。”

相关：银河系中心的超大质量黑洞正在接近宇宙速度极限，并拖拽时空

对于物理学家来说，黑洞的运作方式仍然是一个持久的谜。当这些极端物体的无限引力存在时，已知的物理定律就会被打破。对于那些希望将爱因斯坦的广义相对论与量子力学结合起来的人来说，这意味着黑洞的时空扭曲具有诱人的吸引力。

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在地球上没有发生灾难性时空破裂的情况下，这项新研究背后的团队寻找一种可以模拟黑洞周围存在的一些极端涡流的模型系统。将液氦过冷至绝对零以上的几个分数后，他们将其放入底部装有螺旋桨的罐内，以在流体内搅动涡流。

然后，通过观察超流体（比水容易流动约 500 倍）如何移动，研究人员观察到其内部数千个微小漩涡如何组合成一个巨大的漩涡。

斯万卡拉在声明中说：“超流氦含有被称为量子涡旋的微小物体，它们往往会彼此分开。” “在我们的装置中，我们成功地将数以万计的量子限制在一个类似于小型龙卷风的紧凑物体中，在量子流体领域实现了破纪录强度的涡流。”

通过研究量子漩涡，科学家们发现了与黑洞在太空中的行为令人信服的相似之处。最值得注意的是，他们观察到了一种类似的黑洞现象，称为振铃，即新合并的黑洞在其轴上摆动。

既然已经观察到了更简单的相似之处，研究人员将在黑洞行为的更神秘方面训练他们的实验。

诺丁汉大学物理学教授、合著者西尔克·温富特纳在声明中表示，这“最终可能引导我们预测量子场在天体物理黑洞周围弯曲时空中的表现”。

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