Знайдено спосіб добути інформацію з чорних дір

Опубликованно 14.05.2019 03:48

Чорні діри являють собою "гравітаційних монстрів", усередині яких відбувається стиснення газу і пилу до стану крихітній точки. Відповідно до сучасної фізики, інформація про частинках назавжди зникає після їх попадання в чорну діру. Однак згідно з результатами нового експерименту квантова механіка може бути використана для того, щоб «зазирнути» в чорну діру.

«У квантовій фізиці інформація не може бути втрачена назавжди, - сказав Кевін Лэндсмен (Kevin Landsman), студент магістратури Об'єднаного квантового інституту Мерілендського університету, США. – Замість цього інформація може бути прихована або «розмазана» серед нерозривно пов'язаних один з одним субатомних частинок».

Лэндсмен і його співавтори показали, що вони можуть виміряти, коли і наскільки швидко інформація «розмазується» в межах спрощеної моделі чорної діри – що дозволило «поглянути» на ті сутності, які раніше були недоступні для розуміння.

В 1970-е рр. знаменитий британський фізик-теоретик Стівен Хокінг показав, що чорні діри можуть з часом зменшуватися в розмірах. Згідно з законами квантової механіки, перед горизонтом подій чорної діри – або точкою неповернення – безперервно народжуються пари субатомних частинок. Одна частинка з цієї пари падає на чорну діру, в той час як інша частка відлітає в бік чорної діри і забирає з собою невелику частину енергії. Таким чином, з плином часу відбувається зменшення маси-енергії чорної діри – її «випаровування» - за рахунок випромінювання, званого хокинговским випромінюванням.

У своєму новому експерименті Лэндсмен і його команда показують, яким чином можна використовувати одну з частинок хокинговской пари для отримання інформації про частинках, що знаходяться всередині чорної діри. Оскільки ця пара частинок знаходиться в стані квантової заплутаності, стан однієї з частинок пари тісно пов'язане зі станом другий частинки, і вимірювання властивостей однієї з частинок може розкрити важливі властивості іншого.

У своїй роботі Лэндсмен і його колеги використовували для розрахунків стану частинок, що знаходяться всередині чорної діри - а точніше, її спрощеної моделі - квантовий комп'ютер. Квантовий комп'ютер виробляє розрахунки за допомогою заплутаних квантових бітів, або кубітів – основної одиниці інформації в квантових розрахунках. Потім дослідники побудували просту модель чорної діри, використовуючи три ядра атома ітербій, які перебували в стані квантової заплутаності один з одним.

Використовуючи інший, зовнішній кубіт, фізики змогли з'ясувати, в який момент інформація про властивості частинок, що знаходяться всередині цієї потрійної системи, «розмазується» між ними, а також оцінити ступінь цієї «размазанности». Що ще більш важливо – розрахунки показали, що специфічна зв'язок між двома окремими частинками виявлялася міцніші, ніж зв'язки кожної з частинок цієї пари з усіма іншими частинками «чорної діри», пояснили автори.

Дослідження опубліковане в журналі Nature.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що чорна діра в центрі Чумацького шляху засмоктує іншу чорну діру.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Наука