Ученые изобрели новый способ создания черных дыр

Исследователи теоретически доказали, как воссоздать свойства черной дыры. Для реализации проекта нужен один из самых простых материалов на Земле – графен.

Несмотря на то, что многие высказывают опасения по поводу экспериментов с черными дырами – физики активно продолжают работу в этом направлении. Отбрасывая раздутые «опасности для человечества» подобных исследований, стоит учесть, что изучение особенностей черных дыр может решить одни из самых главных задач современной физики и подтвердить теории квантовой механики.

Очередной шаг в сторону «рискованных» открытий сделали ученые из передовых университетов мира. Анффани Чен и со-авторы исследования из Канады, Израиля, Великобритании и США недавно опубликовали доклад о квантовой графеновой голограмме в журнале PhysicalReviewLetters.

Теоретический эксперимент стал возможен благодаря применению магнитного поля к маленькой чешуйке графена неправильной формы. Воздействия магнитного поля в паре со свойствами двумерной модификации углерода (графена) воссоздает пространственную структуру и характерные свойства черной дыры, но в гораздо меньшей, малоразмерной системе.

«Мы доказываем, что привычный и хорошо изученный материал – графен – может вести себя по-новому, совершенно удивительным образом, при определенных условиях», – рассказал Phys.org профессор физики Университета Британской Колумбии и один из авторов исследования Марсел Франц.

«В частности, электроны в наноразмерной чешуйке графена с хаотичными краями, при воздействии магнитного поля, смогли воплотить так называемую модель Сачдева-Йе-Китаева (SYK)».

Физики объясняют – модель SYK позволяет представить полноразмерную систему, такую как временно-пространственное измерение черной дыры, в малоразмерной – временно-пространственном измерении электронов графена.

Воссозданная модель может повторять характерные свойства черной дыры, включая распространение квантового хаоса. Но, в отличие от других систем, которые предлагали для демонстрации модели SYK, использование графена не требует передовых технологий изготовления и позволяет воспроизвести систему с помощью существующих средств.

В статье указано, что, для создания малоразмерной голограммы черной дыры, графеновые чешуйки должны быть неправильной формы, чтобы функции электронных волн имели случайную пространственную структуру.

«Сейчас мы изучаем транспортировочные свойства графеновых чешуек в режиме модели SYK» – объясняет профессор Франц. «В более широком смысле, мы надеемся, что наши теоретические результаты мотивируют исследователей для изучения графеновых чешуек с дальнейшей реализацией физики модели SYK. Мы готовы предоставить теоретическую поддержку любым подобным попыткам».

Модель Сачдева-Йе-Китаева или SYK – это предложенная в начале 90-х конструкция индийского и китайского физиков Сабера Сачдева и Джинву Йе, которую в 2015-м доработал российско-американский ученый Алексей Китаев.Сейчас, SYK является уникальной для физики моделью простой квантовой голографии, которая объединяет гравитацию и квантовую теорию.

В отличии от предыдущих исследований, SYK основывается не на теории Большого Взрыва, а на концепции «квантовой жидкости», взаимодействие частиц которой, якобы, и привело к созданию мира. Основанная на малоразмерной голографической концепции, данная модель предлагает убедительные математические расчеты, идейные схемы и точные аналитические решения.