LỖ ĐEN ÂM THANH
53 B
Âm thanh lan truyền trong một chất lỏng giống như ánh sáng trong vùng lân cận lỗ đen. Điều này lập nên mối tương tự là lỗ đen âm thanh . Những thí nghiệm theo hướng nghiên cứu này (tương tự hấp dẫn ) tạo nên những hiện tượng đặc biệt – như bức xạ Hawking –góp nghiên cứu vũ trụ nguyên thủy.
Chúng ta không thể chế tạo lỗ đen thực thụ trong phòng thí nghiệm… nhưng có thể tạo nên những tính chất tương tự của hiện tượng hấp dẫn . Hiệu ứng Hawking – sự bốc hơi của lỗ đen – đã được quan sát trong phòng thí nghiệm năm 2016 .
Ý tưởng chủ đạo là tạo nên “ chân trời sự cố của lỗ đen , tức là "điểm có vào mà không có ra” của lỗ đen. Tại phòng thí nghiệm Kastler Brossel các nhà vật lý sử dụng những sóng âm thanh trong một chất siêu chảy (superfluid), chất lỏng được gia tốc từ một vận tốc dưới siêu âm đến một vận tốc siêu âm. Kết quả là các sóng sẽ lan truyền như rơi vào đường chân trời sự cố như vậy xuất hiện hiệu ứng Hawking.Những chất siêu chảy với vận tốc siêu âm có thể giúp các nhà vật lý nghiên cứu vũ trụ nguyên thủy ví dụ nghiên cứu mô hình lạm phát (inflation model) [2]
Hình 1. Tạo một tình huống tương tự của lỗ đen.
Muốn tạo một lỗ đen âm thanh cần trước hết gia tốc một chất lỏng . Chất lỏng trước hết chảy chậm hơn âm thanh sau có được gia tốc lên , khi chất lỏng đạt vận tốc siêu âm xuất hiện “chân trời sự cố âm thanh”.Sóng âm thanh bây giờ không thể chuyển động ngược dòng chất lỏng giống như sóng đã gặp phải chân trời sự cố của một lỗ đen .
Hình 2. Hiệu ứng Hawking trong một chất siêu chảy
Nhóm Kastler-Brossel sử dụng một siêu chảy polariton-đó là những á hạt kết quả tương tác của tia laser với chất bán dẫn nằm giữa các gương Bragg. Những thăng giáng lượng tử chân không ở chân trời làm phát sinh những cặp sóng liên kết : bức xạ Hawking rời khỏi chân trời và sóng song hành rơi vào trong chân trời [3].
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Maxime Jacquet , Des trous noirs acoustiques fabriqués en laboratoire, La Recherche ,số tháng 2020 /11&12, 2021/1
[2] S.Eckel et al., Phys.Rev.X.8.021021,2018
[3] H.S.Nguyen et al.,Phys.Rev.Lett,114,036402,2015
Nhận xét
Đăng nhận xét