Ефект Унру. Вчені знайшли спосіб зафіксувати момент на стику квантової фізики та відносності

Ефект Унру передбачає, що прискорений спостерігач бачить у вакуумі не порожнечу, а частинки з певною температурою — «квантове тепло». Стаціонарний спостерігач цього не помічає.

«У квантовій теорії навіть вакуум сповнений крихітних коливань енергії, де частинки й античастинки на мить виникають і зникають. Але те, як це сприймається, залежить від руху спостерігача. Якщо він рухається з прискоренням, то бачить їх як реальні частинки з тепловим розподілом енергії», — пояснив професор-емерит Хіросімського університету Норіюкі Хатакенака.

Довгий час перевірити цей ефект експериментально було неможливо: потрібні були надзвичайно великі прискорення.

Команда з Хіросіми запропонувала новий підхід. Вони використали так звані джозефсонівські переходи — надпровідні мікросхеми з дуже малими радіусами. Це дозволяє створювати кругові рухи з величезними ефективними прискореннями й отримувати «температуру Унру» у кілька кельвінів, яку вже можна виміряти сучасними методами.

«Ми пропонуємо реалістичний та чутливий метод, який дозволить вперше експериментально спостерігати це „фантомне тепло“ прискорення», — зазначила доцентка Хіросімського університету Харуна Катаяма.

У новій системі квантові коливання викликають розпад спеціальних пар у надпровідному колі. Це проявляється як різкий стрибок напруги — сигнал, який можна легко зафіксувати приладами. Саме ці стрибки стануть «відбитком пальця» ефекту Унру.

Дослідники планують далі вивчати процеси розпаду цих пар і роль квантового тунелювання.

«Зрештою ми хочемо зрозуміти, як цей ефект може бути пов’язаний з іншими квантовими явищами. Це допоможе наблизитися до створення єдиної теорії фізичних законів», — підсумував Хатакенака.

Розробка також відкриває перспективи для нових квантових сенсорів і технологій, які зможуть працювати з надзвичайно слабкими сигналами.