Princetoni teadlased on loonud ainulaadse mikrokiibi, mis on võimeline jäljendama ruumi-aja struktuuri musta augu või miniatuurse kahemõõtmelise universumi sees. Selle seadmega tehtud katsete esimesi tulemusi tutvustati ajakirjas Nature.
„Tavalised arvutid ei suuda põhimõtteliselt arvutada keeruliste kvantmaterjalide ja süsteemide käitumist. Proovisime luua seadme, mis paneb looduse need arvutused meie eest ära tegema. See kiip võimaldab meil mõelda, kuidas saaksime kvantmehaanikat kumeratesse ruumidesse “ehitada”,”ütleb Alicia Kollar Princetoni ülikoolist (USA). Tavalistel ja supermassiivsetel mustadel aukutel on nii tugev gravitatsioon, et seda ei saa ületada valguse kiirust ületamata. Ükski ese ega kiirgus ei pääse musta sündmuse horisondi, mida nimetatakse "sündmuse silmapiiriks", kaugemale. See, mis juhtub väljaspool sündmushorisonti, jääb mõistatuseks ja füüsikute seas poleemika tekitajaks. Enamik teadlasi usub, et põhimõtteliselt ei saa me vaadata musta auku ja uurida selle struktuuri,kuna see toob kaasa äärmiselt ebameeldivaid tagajärgi - sel juhul ei suuda me Einsteini relatiivsusteooriat ja kvantmehaanikat "ühitada".
Sellest hoolimata on mustad augud olemas ja nende käitumist ja olemasolu tuleb kuidagi selgitada. Suhteliselt hiljuti hakkasid füüsikud uskuma, et mustad augud pole tegelikult mitte kolmemõõtmelised, vaid kahemõõtmelised objektid, omamoodi kosmilised "hologrammid".
Selle teooria ja seda kirjeldavad võrrandid panid 1990. aastate lõpus välja kaks tuntud kosmoloogi - Juan Maldasena Princetoni ülikoolist ja Gerard 't Hooft Utrechti ülikoolist.
Nad leidsid, et musta augu sees olev aeg-aeg pole olemuselt "tasane" nagu ümbritsevas Universumis, kuid sellel on pidev negatiivne kumerus. Lihtsamalt öeldes on see geomeetriliselt sarnane sadula või ümberpööratud keraga ja on konstrueeritud nii, et selle "serv", sündmushorisondi siseserv, on võrdselt lõpmatult kaugel ükskõik millisest musta augu sisemisest punktist.
Nagu märgib Collard, tegi selle teooria, aga ka teiste Lobachevsky ruumi kasutavate teaduslike ideede testimise keeruliseks asjaolu, et osakeste ja muude objektide käitumist sellises ruumis oli peaaegu võimatu arvutada.
Princetoni teadlased on selle probleemi lahendanud, luues miniatuursete mikrolainegeneraatorite abil esimest sorti "musta augu simulaatori", samuti spetsiaalse kiibi, millesse sisestati palju ülijuhte.
Nad mängivad mitte juhtmete, vaid lainejuhtide rolli, mida mööda mikrolaineallikate tekitatud valguse osakesed saavad liikuda ja üksteisega kaudselt suhelda. Need koostoimed aeglustavad teiste osakeste liikumist või mõjutavad neid muul viisil.
Collard ja tema kolleegid leidsid, et kui need lainejuhid on paigutatud kärgstruktuuri meenutavasse võre, mis koosneb viiest, kuuest või kaheksanurgast, siis hakkavad nende sees olevad footonid käituma nii, nagu oleksid nad musta augu sees või muus ruumis negatiivne kumerus.
Reklaamvideo:
Sellised kiibid, nagu teadlased märgivad, aitavad mitte ainult paljastada mustade aukude saladusi, sealhulgas seda, kuidas sarnased objektid Hawkingi uurimuse mõjul aurustuvad, vaid kiirendavad ka paljusid kvantarvutusi keemia, füüsika ja muudel teadusaladel.
Selleks, nagu füüsik tõdeb, on vaja muuta kiibi praeguse versiooni toimimist nii, et footonid hakkaksid üksteisega aktiivsemalt suhtlema. See on täiesti lahendatav probleem, mille Princetoni teadlased plaanivad lähitulevikus lahendada.
