Учени от Принстън са създали уникален микрочип, способен да симулира структурата на пространството-времето вътре в черна дупка или миниатюрна двуизмерна вселена. Първите резултати от експерименти с това устройство бяха представени в списание Nature.
„Обикновените компютри по принцип не могат да изчислят поведението на сложни квантови материали и системи. Опитахме се да създадем устройство, което ще накара природата да прави тези изчисления вместо нас. Този чип ще ни позволи да мислим как можем да „изградим“квантовата механика в извити пространства “, казва Алисия Колар от Принстънския университет (САЩ). Редовните и свръхмасивни черни дупки имат такава силна гравитация, че тя не може да бъде преодоляна без превишаване на скоростта на светлината. Никакви предмети или радиация не могат да избягат отвъд въздействието на черната дупка, която се нарича "хоризонтът на събитията". Това, което се случва отвъд хоризонта на събитията, остава загадка и обект на полемика сред физиците. Повечето учени смятат, че по принцип не можем да погледнем вътре в черна дупка и да изучаваме нейната структура,тъй като това ще доведе до изключително неприятни последици - в този случай няма да можем да "съгласуваме" теорията на Айнщайн за относителността и квантовата механика.
Независимо от това, черни дупки съществуват и тяхното поведение и съществуване трябва да се обяснят по някакъв начин. Сравнително наскоро физиците започнаха да вярват, че черните дупки всъщност не са триизмерни, а двуизмерни обекти, един вид космически „холограми“.
Тази теория и уравненията, които я описват, бяха представени в края на 90-те от двама известни космолози - Хуан Малдасена от Принстънския университет и Джерард 'т Хуфт от Утрехтския университет.
Те предположиха, че пространството-времето вътре в черна дупка не е "плоско" по природа, както в заобикалящата Вселена, а има постоянна отрицателна кривина. Най-просто казано, тя е подобна по геометрия на седло или обърната сфера и е проектирана така, че нейният „ръб“, вътрешният ръб на хоризонта на събитията, е еднакво безкрайно отдалечен от всяка точка в черната дупка.
Както отбелязва Колард, тестването на тази теория, както и други научни идеи, които използват пространството на Лобачевски, се усложнява от факта, че поведението на частици и други обекти в такова пространство е почти невъзможно да се изчисли.
Учени от Принстън решиха този проблем, като създадоха първия вид "симулатор на черна дупка", използвайки миниатюрни микровълнови генератори, както и специален чип, в който бяха вмъкнати много парчета свръхпроводници.
Те играят ролята не на проводници, а на вълноводи, по които частиците светлина, генерирани от микровълнови източници, могат да се движат и косвено взаимодействат помежду си. Тези взаимодействия или ще забавят движението на други частици, или ще им повлияят по други начини.
Колард и нейните колеги откриха, че ако тези вълноводи са разположени в решетка, подобна на пчелна пита, съставена от пет, шест или осмоъгълници, тогава фотоните вътре в тях започват да се държат така, сякаш се намират в черна дупка или друго пространство с отрицателна кривина.
Промоционално видео:
Такива чипове, както отбелязват учените, ще помогнат не само да разкрият много тайни на черните дупки, включително как подобни обекти се изпаряват под въздействието на изследването на Хокинг, но и ще ускорят много квантови изчисления в областта на химията, физиката и други области на науката.
За това, както признава физикът, е необходимо да се промени работата на текущата версия на чипа, така че фотоните да започнат да взаимодействат по-активно един с друг. Това е напълно решим проблем, който изследователите от Принстън планират да решат в съвсем близко бъдеще.
