Connect with us

Horoscopo

Los físicos partieron en busca del brillo cuántico largamente buscado

Published

on

Los físicos partieron en busca del brillo cuántico largamente buscado

De acuerdo con una predicción conocida como el Efecto Unruh, los pilotos del Millenium Falcon probablemente verían un resplandor caliente al saltar al hiperespacio. Crédito: Christine Daniloff, MIT

Un nuevo enfoque podría detectar el escurridizo efecto Unruh en horas, en lugar de miles de millones de años.

Para los fanáticos de «Star Wars», las estrellas fugaces vistas desde la cabina del Halcón Milenario mientras salta a través del hiperespacio es una imagen canónica. Pero, ¿qué vería realmente un piloto si pudiera acelerar en un instante a través del vacío del espacio? Definitivamente vería un brillo cálido, según una predicción conocida como el Efecto Unruh.

Desde la década de 1970, cuando se propuso por primera vez, el efecto Unruh ha escapado a la detección, debido al hecho de que la probabilidad de ver el efecto es infinitesimalmente pequeña, lo que requiere aceleraciones increíbles o largos períodos de tiempo de observación. Sin embargo, investigadores de[{» attribute=»»>MIT and the University of Waterloo believe they have discovered a mechanism to dramatically boost the likelihood of observing the Unruh effect, which they describe in a study published today (April 26, 2022) in Physical Review Letters.

Rather than observing the effect spontaneously, as previous researchers have attempted in the past, the team proposes stimulating the phenomenon, in a very particular way that amplifies the Unruh effect while suppressing other competing effects. The researchers compare their concept to casting an invisibility cloak over other conventional phenomena, which should then reveal the much less obvious Unruh effect.

If it can be realized in a practical experiment, this new stimulated approach, with an added layer of invisibility (or “acceleration-induced transparency,” as described in the paper) could vastly increase the probability of observing the Unruh effect. Instead of waiting longer than the age of the universe for an accelerating particle to produce a warm glow as the Unruh effect predicts, the team’s approach would shave that wait time down to a few hours.

“Now at least we know there is a chance in our lifetimes where we might actually see this effect,” says study co-author Vivishek Sudhir, assistant professor of mechanical engineering at MIT, who is designing an experiment to catch the effect based on the group’s theory. “It’s a hard experiment, and there’s no guarantee that we’d be able to do it, but this idea is our nearest hope.”

The study’s co-authors also include Barbara Šoda and Achim Kempf of the University of Waterloo.

Close connection

The Unruh effect is also known as the Fulling-Davies-Unruh effect, after the three physicists who initially proposed it. The prediction states that a body that is accelerating through a vacuum should in fact feel the presence of warm radiation purely as an effect of the body’s acceleration. This effect has to do with quantum interactions between accelerated matter and quantum fluctuations within the vacuum of empty space.

To produce a glow warm enough for detectors to measure, a body such as an atom would have to accelerate to the speed of light in less than a millionth of a second. Such an acceleration would be equivalent to a g-force of a quadrillion meters per second squared (a fighter pilot typically experiences a g-force of 10 meters per second squared).

“To see this effect in a short amount of time, you’d have to have some incredible acceleration,” Sudhir says. “If you instead had some reasonable acceleration, you’d have to wait a ginormous amount of time — longer than the age of the universe — to see a measurable effect.”

What, then, would be the point? For one, he says that observing the Unruh effect would be a validation of fundamental quantum interactions between matter and light. And for another, the detection could represent a mirror of the Hawking effect — a proposal by the physicist Stephen Hawking that predicts a similar thermal glow, or “Hawking radiation,” from light and matter interactions in an extreme gravitational field, such as around a black hole.

“There’s a close connection between the Hawking effect and the Unruh effect — they’re exactly the complementary effect of each other,” says Sudhir, who adds that if one were to observe the Unruh effect, “one would have observed a mechanism that is common to both effects.”

A transparent trajectory

The Unruh effect is predicted to occur spontaneously in a vacuum. According to quantum field theory, a vacuum is not simply empty space, but rather a field of restless quantum fluctuations, with each frequency band measuring about the size of half a photon. Unruh predicted that a body accelerating through a vacuum should amplify these fluctuations, in a way that produces a warm, thermal glow of particles.

In their study, the researchers introduced a new approach to increase the probability of the Unruh effect, by adding light to the entire scenario — an approach known as stimulation.

“When you add photons into the field, you’re adding ‘n’ times more of those fluctuations than this half a photon that’s in the vacuum,” Sudhir explains. “So, if you accelerate through this new state of the field, you’d expect to see effects that also scale ‘n’ times what you would see from just the vacuum alone.”

However, in addition to the quantum Unruh effect, the additional photons would also amplify other effects in the vacuum — a major drawback that has kept other hunters of the Unruh effect from taking the stimulation approach.

Šoda, Sudhir, and Kempf, however, found a work-around, through “acceleration-induced transparency,” a concept they introduce in the paper. They showed theoretically that if a body such as an atom could be made to accelerate with a very specific trajectory through a field of photons, the atom would interact with the field in such a way that photons of a certain frequency would essentially appear invisible to the atom.

“When we stimulate the Unruh effect, at the same time we also stimulate the conventional, or resonant, effects, but we show that by engineering the trajectory of the particle, we can essentially turn off those effects,” Šoda says.

By making all other effects transparent, the researchers could then have a better chance of measuring the photons, or the thermal radiation coming from only the Unruh effect, as the physicists predicted.

The researchers already have some ideas for how to design an experiment based on their hypothesis. They plan to build a laboratory-sized particle accelerator capable of accelerating an electron to close to the speed of light, which they would then stimulate using a laser beam at microwave wavelengths. They are looking for ways to engineer the electron’s path to suppress classical effects, while amplifying the elusive Unruh effect.

“Now we have this mechanism that seems to statistically amplify this effect via stimulation,” Sudhir says. “Given the 40-year history of this problem, we’ve now in theory fixed the biggest bottleneck.”

Reference: “Acceleration-Induced Effects in Stimulated Light-Matter Interactions” by Barbara Šoda, Vivishek Sudhir and Achim Kempf, 21 April 2022, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.163603

This research was supported, in part, by the National Science and Engineering Research Council of Canada, the Australian Research Council, and a Google Faculty Research Award.

READ  SpaceX lanza 20 satélites Starlink en el 14º aniversario del primer lanzamiento del Falcon 9 – Spaceflight Now

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Horoscopo

Importante descubrimiento potencial de 11 objetos mucho más allá del cinturón de Kuiper

Published

on

Importante descubrimiento potencial de 11 objetos mucho más allá del cinturón de Kuiper

Los investigadores que buscan objetos en el Cinturón de Kuiper (la región con forma de rosquilla más allá de la órbita de Neptuno que contiene objetos helados, incluido el planeta enano Plutón) parecen haber encontrado 11 objetos mucho más allá. Este podría ser un descubrimiento importante, que revelaría, entre otras cosas, que el sistema solar es mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente.

La sonda New Horizons de la NASA se lanzó en 2006 y se dirigió hacia Plutón antes de observar de cerca Arrokoth, un objeto pequeño y distante en el cinturón de Kuiper. Pero las sondas de la NASA no descansan y los equipos han estado tratando de identificar nuevos objetivos que New Horizons podría estudiar de cerca, brindándonos una nueva perspectiva sobre estos objetos distantes.

Se han llevado a cabo varias investigaciones, en particular con el telescopio Subaru en Hawaii. La cámara de campo ultra amplio del telescopio busca rastros de objetos que luego pueden ser seguidos y confirmados por otros telescopios. El equipo descubrió la asombrosa cifra de 239 objetos transneptunianos como parte de este estudio.

Si bien esto es genial en sí mismo, el equipo ahora informa algo aún más interesante.

«La parte más emocionante de las observaciones del HSC fue el descubrimiento de 11 objetos a distancias más allá del conocido Cinturón de Kuiper», dijo en un comunicado de prensa el Dr. Fumi Yoshida del Centro de Investigación de Exploración Planetaria de Chiba Technology. declaración.

“Si esto se confirma, sería un descubrimiento importante. La nebulosa solar primordial era mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente, y esto podría tener implicaciones para estudiar el proceso de formación de planetas en nuestro sistema solar. »

READ  SpaceX lanza 20 satélites Starlink en el 14º aniversario del primer lanzamiento del Falcon 9 – Spaceflight Now

La mayoría de los objetos transneptunianos se han descubierto entre 30 y 55 unidades astronómicas (UA), una UA que corresponde a la distancia entre el Sol y la Tierra. Más allá de esta distancia, el número de objetos descubiertos disminuye. Sin embargo, el equipo también descubrió una serie de objetos a entre 70 y 90 UA de distancia, más allá de un valle donde se encontraron relativamente pocos objetos.

«Si se confirman, estos objetos delatan la presencia de una abundancia no reconocida previamente de objetos distantes que pueden ayudar a explicar una serie de otras observaciones que de otro modo permanecen en desacuerdo con el conocido Cinturón de Kuiper, incluidas las detecciones de ocultaciones estelares casuales y resultados recientes del estudio. contador de polvo a bordo de la nave espacial New Horizons”, explicó el equipo en un estudio.

Esto podría significar que hay un segundo cinturón de Kuiper esperando a ser descubierto.

Esta brecha implica que podría haber un segundo cinturón de Kuiper.

Crédito de la foto: Wesley Fraser/Telescopio Subaru

Se necesitarán más observaciones para confirmar su presencia real, aunque el equipo destaca su impresionante tasa de éxito en la identificación de objetivos para el seguimiento, incluido el hecho de que 22 de los 23 objetivos identificados para el seguimiento por el Telescopio Espacial Hubble fueron confirmados posteriormente.

Si bien podría explicar algunas cosas sobre nuestro propio sistema solar, incluidas las observaciones casuales de estrellas de fondo que parecen estar desvaneciéndose y las tasas de impacto de polvo detectadas por un instrumento a bordo de New Horizons, podría tener implicaciones en nuestra búsqueda de vida. Nuestro sistema solar, por lo que pensábamos hasta ahora, parecía un poco inusual en comparación con otros sistemas que hemos estudiado. Se pensó que esto ayudaría a explicar por qué surgió la vida aquí, pero si estas observaciones son correctas y el sistema solar se extiende más allá de lo que pensábamos, tal vez no sea tan inusual después de todo.

READ  Regístrese hoy para nuestro Espacio Café Israel por Meidad Pariente 15 de diciembre de 2022

«El cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar ha parecido durante mucho tiempo muy pequeño en comparación con muchos otros sistemas planetarios, pero nuestros resultados sugieren que esta idea puede haber surgido simplemente debido a un sesgo de observación», añadió en otro artículo el Dr. Wes Fraser, del Consejo Nacional de Investigación de Canadá, coinvestigador del equipo científico de la misión New Horizons y autor principal del estudio. declaración“Entonces, si se confirma este resultado, quizás nuestro cinturón de Kuiper no sea tan pequeño e inusual en comparación con los que rodean otras estrellas. »

Se publica un artículo en el Revista de Ciencias Planetariasel segundo está aceptado en Planetary Science Journal y está disponible en el servidor de preimpresión. arXiv.

Continue Reading

Horoscopo

El robot europeo de búsqueda de muestras de Marte supera la prueba de recuperación de muestras de campo (vídeo)

Published

on

El robot europeo de búsqueda de muestras de Marte supera la prueba de recuperación de muestras de campo (vídeo)

El gigante aeronáutico europeo Airbus ha probado en el campo dos de sus vehículos exploradores de Marte en una cantera cerca de Londres, mostrando por primera vez un nuevo brazo robótico destinado a la recolección autónoma de muestras de planetas extraterrestres. La compañía también ha estado experimentando con un modelo de su rover ExoMars, con la esperanza de mejorar su sistema de navegación para permitir que el robot viaje más rápido y explore más terreno una vez que llegue al Planeta Rojo en 2028.

Durante las pruebas, el demostrador Codi, un vehículo explorador de recuperación de muestras de Marte, recibió coordenadas de una estación de control terrestre simulada para dirigirlo al lugar donde se habían almacenado las muestras simuladas de Marte. Luego, el rover utilizó sus mapas a bordo y un sistema de navegación autónomo que incluye un par de cámaras estéreo para encontrar el camino hacia las muestras.

Airbus ya ha probado el rover dos veces en la misma cantera en los últimos años, pero la campaña de prueba de este año fue la primera en demostrar no sólo la capacidad de movimiento, sino también la capacidad de recolección de muestras. También en este caso hubo que hacerlo de forma totalmente independiente.

Pruebas de rover en una cantera del Reino Unido que muestran un rover de cuatro ruedas, conocido como Codi, usando su brazo robótico y un potente sistema de visión por computadora para recuperar tubos de muestra. (Crédito de la foto: Airbus)

El rover se mueve a una velocidad pausada de unos 7 centímetros por segundo, mientras realiza paradas frecuentes para evaluar el terreno circundante con sus cámaras estéreo y decidir la ruta más segura y eficiente. Durante las pruebas, el rover pudo recorrer distancias relativamente grandes sin intervención humana. “Rompimos un récord de 300 metros [980 feet] «Esto es lo que el rover logró hacer en un día, por sí solo, sin interrupción», dijo a Space.com Chris Draper, director del programa Exploration Rover de Airbus.

READ  Hubble captura una cautivadora espiral
Continue Reading

Horoscopo

Se abre una experiencia de realidad virtual en la estación espacial en Charlotte

Published

on

Se abre una experiencia de realidad virtual en la estación espacial en Charlotte

Menos de 300 personas han visitado alguna vez la Estación Espacial Internacional, que orbita a unos 400 kilómetros sobre la Tierra. Pero a partir del viernes 20 de octubre, este número aumentará exponencialmente, aunque sólo sea a través del prisma de la realidad virtual.

Ese día se inaugurará oficialmente Blumenthal Arts”Exploradores espaciales: infinito”, un viaje inmersivo de una hora que ofrece a los visitantes una vista aérea del espacio, tal como se ve a bordo de la estación espacial.

Todo esto es posible gracias a la última tecnología… y a las gafas de realidad virtual que llevan los visitantes.

Libere su mente y podrá sentir que está flotando en el espacio, mientras a su alrededor se despliegan espectaculares vistas de 360 ​​grados, incluidas impresionantes vistas de la Tierra. También podrás vislumbrar las actividades diarias de una tripulación internacional a bordo de la estación espacial. (Tuve la oportunidad de vislumbrar esto el 8 de abril, cuando Blumenthal organizó una pequeña reunión para observar el eclipse solar).

“El Infinito” es fruto de la imaginación de dos estudios canadienses que trabajó con varias agencias espaciales internacionales, incluida la NASA, para producir una experiencia inmersiva. Charlotte será la quinta ciudad estadounidense en albergar “The Infinite”.

Además de “The Infinite”, Blume Studios también albergará instalaciones de arte interactivas, murales, Gaia, iluminación artística y más. Consulte el resumen completo de Blume Studios.

Un movimiento inmersivo

Como habrás notado, Blumenthal rápidamente se expandió más allá de albergar representaciones teatrales. La llegada de “The Infinite” a Blume Studios es solo el último paso en esta transición.

Foto de : Blumenthal Arts

En 2021 asistieron más de 300.000 personas”Inmersión de Van Gogh”, que Blumenthal organizó en un almacén en Camp North End. Dado que más de la mitad de los compradores de entradas provienen de fuera del área de Charlotte, Blumenthal estimó el impacto económico de “Immersive Van Gogh” en más de 40 millones de dólares.

READ  Peter Higgs, quien propuso la existencia de la 'partícula de Dios', muere a los 94 años: NPR

Aprovechando este éxito, Blumenthal está desarrollando actualmente Blume Studios, un centro de Charlotte dedicado a las artes y el entretenimiento inmersivos. El proyecto se ubicará en lo que ahora se llama Iron District de la ciudad, un antiguo sitio industrial en Uptown donde una vez vivieron Charlotte Pipe and Foundry Co..

“The Infinite” será la primera experiencia inmersiva organizada en este sitio. El lugar está ubicado en 904 Post Street e incluye dos salas: Stage 1 y Stage 2.

Una conexión local

Los visitantes de “Infinite” verán un video de dos minutos en el que aparece Joan Higginbotham, ingeniera eléctrica y ex astronauta de la NASA que ahora vive en Charlotte. Se publicará una versión más larga del vídeo en el sitio web de Blume Studios a partir del 23 de septiembre.

En el video, Higginbotham habla sobre su experiencia con la NASA, su experiencia en el espacio, el honor de ser la tercera mujer negra en el espacio y cómo superó los reveses en su carrera.

Un funcionario de Blumenthal dijo que el video completo se enviará para que todos los estudiantes de sexto grado matriculados en las escuelas de CMS lo vean. Blumenthal se propuso que todos los estudiantes de sexto grado de CMS visitaran la experiencia inmersiva en Blume Studios.

«La idea es inspirar a la próxima generación de niños a interesarse por el espacio y la ciencia», dijo el funcionario a QCity Metro.

Además del video y la experiencia «Infinite», los visitantes del escenario 1 en Blume Studios también verán una exhibición especial que presenta varios artefactos espaciales, incluido el traje espacial y el casco de Higginbotham, un modelo de la nave espacial en la que viajó, una AstroBarbie negra, y más.

READ  Horóscopo semanal Aries del 26 al 30 de octubre de 2020

El 9 de diciembre de 2006, Higginbotham se embarcó en una misión de 12 días a bordo del transbordador espacial Discovery como especialista en misiones.

En una entrevista con QCity Metro, Higginbotham dijo que espera que el video resuene entre las personas que visitan la experiencia inmersiva, especialmente los niños, «que probablemente piensan en los astronautas como personas que no son necesariamente sus vecinos que viven en la calle junto a usted. «

Higginbotham dijo que espera que su video “aporte algo de credibilidad” a la experiencia “y la traiga de regreso a la Tierra”.

“Quiero que los estudiantes se den cuenta de que por muy lejano que parezca el espacio y por muy lejano que parezca convertirse en astronauta, si trabajan duro y perseveran, pueden lograr sus objetivos, ya sea querer convertirse en astronauta o algo así”, dijo. dicho.

Continue Reading

Trending