一幅漩渦的藝術(shù)家插圖 。（圖片來源:Saibarakova Ilona via Shutterstock）
據(jù)美國生活科學網(wǎng)站（本·特納）：科學家們在氦超流體中創(chuàng)造了一個巨大的量子龍卷風，他們想用它來探索黑洞的神秘本質(zhì) 。
這個漩渦由冷卻到接近絕對零度的液氦制成 ， 移動時沒有摩擦，這使它模仿了旋轉(zhuǎn)黑洞扭曲周圍時空的方式 。
通過研究這個漩渦，物理學家可以對宇宙怪獸的行為獲得重要的洞察力 。研究人員于3月20日在《自然》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn) 。
“使用超流氦使我們能夠比以前在水中的實驗更詳細和準確地研究微小的表面波，”主要作者、英國諾丁漢大學的物理學家Patrik Svancara在一份聲明中說 。“由于超流氦的粘度極小，我們能夠細致地研究它們與超流龍卷風的相互作用，并將研究結(jié)果與我們自己的理論預(yù)測進行比較 。”
對于物理學家來說，黑洞的運作仍然是一個謎 。在這些極端物體的無限引力作用下，已知的物理定律被打破 。對于那些希望將愛因斯坦的廣義相對論與量子力學結(jié)合起來的人來說，這意味著黑洞的時空扭曲提供了一種誘人的吸引力 。



研究人員的黑洞漩渦模擬器照片 。（圖片來源:Leonardo Solidoro）
在地球上沒有災(zāi)難性時空破裂的情況下，這項新研究背后的團隊著眼于一個可以模擬黑洞周圍存在的一些極端漩渦的模型系統(tǒng) 。在將液氦過冷至絕對零度以上幾個分數(shù)后，他們將其放入底部裝有螺旋槳的容器中，以在液體中激起漩渦 。
然后，通過觀察超流體（其流動速度大約是水的500倍）如何移動，研究人員觀察了其內(nèi)部數(shù)千個微小漩渦是如何組合成一個巨大漩渦的 。
Svancara在聲明中說:“超流氦包含被稱為量子漩渦的微小物體，它們傾向于相互擴散開來 。”“在我們的設(shè)置中，我們已經(jīng)成功地將數(shù)萬個量子限制在一個類似小型龍卷風的緊湊物體中，實現(xiàn)了一種在量子流體領(lǐng)域具有破紀錄強度的渦流 。”
通過研究量子漩渦，科學家們發(fā)現(xiàn)了黑洞在太空中行為的令人信服的相似之處 。最值得注意的是，他們觀察到了一種類似的黑洞現(xiàn)象，稱為衰蕩現(xiàn)象 ， 即新合并的黑洞在其軸上擺動 。
既然已經(jīng)觀察到了更簡單的相似之處，研究人員將把他們的實驗訓(xùn)練到黑洞行為更神秘的方面 。
論文合著者、諾丁漢大學物理學教授西爾克·魏因福特納在聲明中說，這“最終可能會使我們預(yù)測量子場在天體物理黑洞周圍的彎曲時空中的行為 。”

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