Temuan ini menyelesaikan masalah lama dalam fisika dasar.
Para ilmuwan di University of Hiroshima telah menciptakan metode praktis dan sangat sensitif untuk mendeteksi efek Unruh, fenomena yang telah lama ditunggu-tunggu yang terletak di persimpangan relativitas dan teori kuantum. Strategi baru ini tidak hanya memajukan studi fisika fundamental tetapi juga membuka pintu untuk aplikasi teknologi masa depan.
Karya baru ini diterbitkan di jurnal Surat Ulasan Fisik.
Efek fulling-davies-unruh, sering disebut hanya sebagai efek yang tidak tepat, adalah konsep teoretis yang mendalam yang menghubungkan teori relativitas Albert Einstein dengan teori kuantum. “In quantum theory, even the vacuum seethes with tiny energy fluctuations, where particles and antiparticles briefly appear and vanish. Remarkably, the unruh effect shows how these 'vacuum ripples' are perceived depends on the observer's motion. Observer Sees nothing, but an observer undergoing acceleration perceives them as real particles with a thermal energy distribution – a 'quantum warmth', “Explained Noriyuki HataKenaka, Profesor Emeritus di Universitas Hiroshima.
Prediksi yang mengejutkan ini menyoroti hubungan dalam -kedua antara dua yayasan fisika modern. Memverifikasi efek eksperimental UnruH tidak hanya akan menyatukan aspek relativitas dan mekanik kuantum tetapi juga menawarkan wawasan yang berharga tentang struktur ruang yang sangat. Namun, mencapai verifikasi semacam itu tetap menjadi salah satu tantangan yang paling gigih dan sulit dalam fisika.
Mengatasi batas percepatan ekstrem
“Intinya adalah intinya adalah akselerasi besar yang luar biasa – dalam urutan 1020 MS2– Kisah membuat efek ini terdeteksi, membuat pengamatannya secara praktis tidak mungkin dengan teknologi saat ini setidaknya dalam sistem akselerasi linier, “kata Haruna Katayama, asisten profesor di Universitas Hiroshima.
Sebuah tim di Universitas Hiroshima telah memperkenalkan strategi baru untuk mendeteksi efek Unruh. “Pekerjaan kami bertujuan untuk mengatasi hambatan mendasar ini dengan mengusulkan metode eksperimental yang baru dan layak. Kami memanfaatkan gerakan melingkar pasangan metastable fluxon-atifluxon di persimpangan Josephson Annular yang digabungkan,” Hatakenaka menjelaskan. Berkat kemajuan dalam membuat superkonduktor mikro, sekarang dimungkinkan untuk membangun sirkuit dengan jari yang sangat kecil. Desain ringkas ini menghasilkan akselerasi efektif yang sangat tinggi dan menghasilkan suhu yang tidak tepat dari beberapa Kelvin – cukup besar untuk diukur dengan teknologi yang ada.
Tegangan melompat sebagai sinyal yang diukur
“Kami telah mengusulkan metode yang realistis, sangat sensitif, dan tidak ambigu untuk mendeteksi efek Unruh yang sulit dipahami. Sistem yang kami usulkan menawarkan jalan yang jelas untuk secara eksperimental mengamati 'panas hantu' ini dari akselerasi untuk pertama kalinya,” kata Katayama. Dalam pengaturan inovatif mereka, “kehangatan kuantum” yang disebabkan oleh akselerasi melingkar menyebabkan fluktuasi yang memicu pemisahan pasangan metastable fluxon-antifluxon.
Yang paling penting, peristiwa pemisahan ini bermanifestasi sebagai lompatan tegangan makroskopis yang jelas melintasi superkonduktor. Tegangan ini berfungsi sebagai sinyal yang tidak dapat disangkal dan mudah diukur, memberikan tanda tangan langsung dan kuat tentang keberadaan efek Unruh. Dengan menganalisis secara statistik distribusi lompatan tegangan ini, para peneliti dapat dengan benar mengukur suhu ke ketinggian ketepatan.
“Salah satu aspek yang paling mengejutkan adalah bahwa fluktuasi kuantum mikroskopis dapat menginduksi lompatan tegangan makroskopik yang tiba -tiba, membuat efek yang tidak dapat dipahami secara langsung dapat diamati. Bahkan lebih mencolok, distribusi pergantian pergantian semata -mata dengan akselerasi sementara semua parameter lain tetap ada stroke statistik yang jelas dari efek topi sendiri,” kata.
Arah di masa depan dalam eksplorasi kuantum
Di masa depan, Katayama mengatakan, “Langkah langsung kami adalah melakukan analisis terperinci tentang proses pembusukan pasangan fluxon-kelahiran. Ini termasuk menyelidiki secara menyeluruh peran tunneling kuantum makroskopis, fenomena kuantum yang diekspresikan.
Tujuan utama mereka dalam penelitian ini bervariasi. Di luar deteksi langsung, mereka bertujuan untuk menyelidiki potensi hubungan antara fenomena ini dan bidang kuantum lainnya dikombinasikan dengan detektor mereka. “Dengan memperdalam pemahaman kami tentang fenomena kuantum baru ini, kami berharap dapat berkontribusi secara signifikan terhadap pencarian teori -teori terintegrasi dari semua undang -undang fisik,” kata Hatakenaka.
Para peneliti mencatat bahwa kemampuan deteksi yang sangat sensitif dan luas yang dikembangkan dalam penelitian ini memiliki janji besar untuk membuka jalan bagi aplikasi di masa depan, terutama di bidang teknologi penginderaan kuantum canggih. “Kami bercita -cita untuk pekerjaan ini untuk membuka jalur baru dalam fisika mendasar dan untuk menginspirasi eksplorasi lebih lanjut tentang sifat sebenarnya dari ruang dan ruang kuantum,” kata Katayama.
Referensi: “Efek Fulling-Motion-Motion-Unruh-Unruh di persimpangan Josephson Annular yang digabungkan” oleh Haruna Katayama dan Noriyuki HataKakaka, 23 Juli 2025, Surat Ulasan Fisik.
Dua: 10.1103/MN34-7BJ5
Pekerjaan ini didukung oleh JSPS Kakenhi Grant dan oleh Program Hiraku-Global, yang didanai oleh “Program Pengembangan Profesional Strategis MEXT untuk para peneliti muda.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
