همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: دانشمندان دانشگاه هیروشیما در ژاپن با استفاده از مدارهای ابررسانا به دنبال اثبات اثر اونرو و آشکارسازی گرمای پنهان کیهان هستند؛ پدیده‌ای که می‌تواند یکی از رازهای بزرگ فیزیک را فاش کند.
راز حرارت پنهان جهان
آیا ممکن است خلا که همیشه سرد و خالی تصور می‌کنیم، در واقع گرم باشد؟ دانشمندان ژاپنی می‌گویند بله؛ به‌شرط آنکه درست نگاه کنیم. اثر عجیب «اونرو» که دهه‌ها پیش توسط اینشتین و همکارانش پیش‌بینی شد، اکنون در آستانه اثبات آزمایشگاهی است.
اثر اونرو
دلیل اثر اونرو ساده است: شتاب لازم برای مشاهده این اثر آن قدر زیاد است که در شرایط عادی نمی‌توان به آن دست‌یافت. اما حالا تیمی از پژوهشگران دانشگاه هیروشیما راهی تازه پیدا کرده‌اند. آنها از مدارهای ابررسانا و حرکت دایره‌ای ذرات ویژه‌ای به نام «فلوکسون» و «آنتی‌فلوکسون» استفاده می‌کنند تا گرمای اشباحی کیهان را به دام بیندازند. این کار می‌تواند یکی از رازهای بزرگ جهان را از تاریکی نظریه بیرون کشیده و وارد دنیای آزمایش کند.
بیشتر بخوانید :
وقتی خلا گرم می‌شود
بر اساس نظریه‌های کوانتومی، حتی خلا کامل هم کاملاً خالی نیست. در آن ذرات و پادذرات برای لحظه‌ای به وجود می‌آیند و سپس ناپدید می‌شوند. برای ناظر معمولی، این رویدادها دیده نمی‌شوند. اما اگر کسی با شتاب حرکت کند، همین نوسانات کوانتومی به شکل گرما ظاهر می‌شوند. به همین دلیل، این پدیده را «گرمای اشباحی» یا «اثر اونرو» می‌نامند.
مشکل اصلی؛ شتابی غیرقابل‌تصور
برای دیدن این گرما باید جسمی شتابی بسیار شدید داشته باشد، چیزی در حدود ۱۰ به توان ۲۰ متر بر مجذور ثانیه. چنین چیزی در آزمایشگاه تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل، این اثر تاکنون فقط در نظریه باقی‌مانده است.
ایده تازه محققان ژاپنی
پژوهشگران دانشگاه هیروشیما پیشنهاد داده‌اند از حلقه‌های ابررسانا استفاده شود؛ جایی که جفت‌هایی از ذرات به نام فلوکسون و آنتی‌فلوکسون می‌توانند در یک مسیر دایره‌ای حرکت کنند. این حرکت باعث ایجاد شتاب مؤثر بسیار بزرگی می‌شود که شاید بتواند اثر اونرو را آشکار کند.
علامت آشکارسازی؛ پرش ولتاژ
اگر این پدیده رخ دهد، ذرات جفت شده به شکل ناگهانی از هم جدا می‌شوند و این کار یک پرش ولتاژ قابل‌اندازه‌گیری در مدار ایجاد می‌کند. دانشمندان با بررسی این پرش‌ها می‌توانند بفهمند آیا واقعاً گرمای اونرو وجود دارد یا نه.
گام بعدی؛ از نظریه تا فناوری
اگر این روش موفقیت‌آمیز باشد، نه‌تنها یکی از پیش‌بینی‌های حیرت‌انگیز فیزیک به اثبات می‌رسد، بلکه می‌تواند مسیر را برای فناوری‌های کوانتومی جدید هم باز کند؛ از جمله حسگرهای فوق حساس و ابزارهای نوین برای مطالعه فضای کیهانی.
پل تازه‌ای میان نسبیت اینشتین و جهان اسرارآمیز
آنچه تاکنون تنها یک فرضیه زیبا بود، اکنون به کمک‌نوآوری‌های علمی در آستانه تبدیل‌شدن به واقعیت قرار دارد. اگر «گرمای اشباحی» یا همان اثر اونرو به طور مستقیم دیده شود، ما شاهد یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای علمی قرن خواهیم بود؛ کشفی که می‌تواند پل تازه‌ای میان نسبیت اینشتین و جهان اسرارآمیز مکانیک کوانتومی بسازد.
- اثر اونرو چیست؟
اثر اونرو پدیده‌ای در فیزیک کوانتومی است که می‌گوید اگر ناظر با شتاب حرکت کند، خلا ظاهراً خالی برای او گرم و پر از ذرات دیده می‌شود.
- چرا مشاهده اثر اونرو دشوار است؟
برای دیدن این پدیده، نیاز به شتابی بسیار بزرگ در حدود متر بر مجذور ثانیه داریم که در شرایط عادی آزمایشگاهی دست‌نیافتنی است.
- دانشمندان ژاپنی چگونه می‌خواهند اثر اونرو را آشکار کنند؟
پژوهشگران دانشگاه هیروشیما از مدارهای ابررسانا و حرکت ذراتی به نام فلوکسون و آنتی‌فلوکسون استفاده می‌کنند تا شرایط شتاب بالا را شبیه‌سازی کنند.
- علامت آشکارسازی اثر اونرو چیست؟
اگر این پدیده رخ دهد، جفت‌ذرات ناگهان از هم جدا شده و یک پرش ولتاژ قابل‌اندازه‌گیری در مدار ایجاد می‌کنند.
- چرا این کشف اهمیت دارد؟
آشکارسازی گرمای پنهان کیهان می‌تواند یکی از پیش‌بینی‌های بزرگ فیزیک را اثبات کرده و راه را برای فناوری‌های کوانتومی جدید و حسگرهای فوق‌حساس باز کند.
