Superledere Kan Hjælpe Fysikere Find 'Gravity Particles'

{h1}

Superledere kan gøre det muligt at finde den undvigende "tyngdekraftspartikel", viser ny forskning.

Det kan være muligt at trække energi fra et vakuum ved hjælp af tyngdekraft, siger en teoretisk fysiker.

Hvis forskere lykkes med at vise, at dette kan ske, kan det vise sig gravitons langvarige eksistens, tyngdegraden og måske bringe forskere et skridt tættere på at udvikle en "teori om alt", som kan forklare, hvordan universet virker fra dens mindste til største skalaer.

Den nye forskning konkluderede specifikt, at det kunne være muligt at vise, at gravitoner eksisterer ved at bruge superledende plader til at måle et fænomen med det esoteriske navn "Gravitations Casimir-effekten."

"Det mest spændende ved disse resultater er, at de kan testes med den nuværende teknologi," fortæller forfatteren James Quach, en teoretisk fysiker ved University of Tokyo, WordsSideKick.com.

At vise, at gravitoner eksisterer, ville hjælpe forskere, som længe har forsøgt at udvikle en "teori om alt", som kan beskrive kosmosens virkninger i sin helhed. I øjeblikket bruger de teorien om kvantemekanik til at forklare universet på sit mindste niveau og teorien om generel relativitet for at forklare universet på sit største niveau. Mens kvantemekanik kan forklare opførelsen af ​​alle de kendte partikler, beskriver den generelle relativitet rummets tid og tyngdekraft.

Kvantemekanik tyder på, at partikler - herunder den ubehagelige graviton - kan opføre sig som en partikel og en bølge.

Men kvantemekanik afslører også, at verden bliver et fuzzy, surrealistisk sted på sine meget mindste niveauer. Eksempelvis eksisterer atomer og andre grundlæggende byggesten i universet faktisk i fluxstilstande kendt som "superpositioner", hvilket betyder, at de tilsyneladende kan være placeret to eller flere steder på én gang eller spin i modsatte retninger på samme tid. [Wacky Physics: De fedeste partikler i naturen]

Da kvantemekanik tyder på, at en given partikel måske ikke er, hvor man tænker, men snarere hovedsagelig kan være hvor som helst, er en af ​​de mange underlige konsekvenser af denne teori, at det, der kan virke som vakuum (helt tomt rum), faktisk kan indeholde "virtuelle partikler" der regelmæssigt kommer ind og ud af eksistensen. Disse spøgelsesagtige enheder er mere end blot teori - de kan generere målbare kræfter.

Casimir-effekten er en sådan kraft, og den kan måles som tiltrækningskraften eller afstødningskraften mellem to spejle, der placeres et par nanometer (milliardeder af en meter) fra hinanden i vakuum. De reflekterende overflader kan faktisk bevæge sig på grund af virtuelle fotoner eller pakker af lys, der vises og forsvinder fra vakuumet mellem spejlet.

Casimir-effekten kan i princippet holde fast, ikke bare for fotoner, men også tyngdekraftpartikler, hvilket betyder, at gravitoner kan forekomme og forsvinde fra vakuumet mellem spejlet. Ved at opdage denne effekt kan forskere derfor bevise, at gravitoner eksisterer. Til gengæld ville eksistensen af ​​gravitoner vise, at tyngdekraften har en kvante karakter, der er i stand til at opføre sig som både en partikel og en bølge. Dette ville være et vigtigt skridt i at forene kvantemekanik med generel relativitet.

En sådan "gravitationel Casimir-effekt" er vanskelig at opdage, fordi almindeligt materiale, ligesom de normale spegler er lavet af, ikke afspejler gravitoner næsten såvel som det afspejler lys. Men nyere teoretiske undersøgelser tyder på, at superledere kan afspejle gravitoner, sagde Quach.

Superledere er materialer, der udfører elektricitet med nul modstand. I superledere kondenserer elektroner ind i det, der er kendt som en kvantevæske, som kan strømme uden spredning af energi.

I almindelige materialer antages de negativt ladede elektroner og de positivt ladede atomkerner eller ioner, de tilhører, at bevæge sig sammen langs de samme baner eller "geodesik" i rumtiden. I en superleder har tidligere undersøgelser imidlertid foreslået, at kvantevæsken fremstillet af elektronerne i superlederen ikke nødvendigvis skal bevæge sig sammen med ionerne i superlederen, sagde Quach.

Alligevel vil de negativt ladede elektroner og de positivt ladede ioner i superlederen tiltrække hinanden. Når indkommende gravitoner forsøger at tvinge elektronerne og ionerne til at bevæge sig langs forskellige veje, kan tiltrækningen mellem elektronerne og ionerne holde dem sammen, hvilket potentielt forårsager gravitoner at blive reflekteret fra dem, sagde Quach.

I almindelighed er gravitations-Casimir-effekten for svag til at detektere, idet den kun udøver en hundrededel af en milliarddel af en trillionedel af en trilliondel af mængden af ​​tryk udøvet af jordens atmosfære på havniveau. I modsætning hertil, hvis der anvendes superledere, hvis gravitations-Casimir-effekten er reel, kan den udøve en kraft omkring 10 gange stærkere end forventet fra virtuelle fotoner, sagde Quach.

Det er stadig uvist, om superledere kan reflektere tyngdebølger i den virkelige verden. "Dette er stadig kun en teori, og indtil der er eksperimentelle beviser, bør vi ikke tage det til fakta," sagde Quach. Stadig, "Jeg håber at gennemføre dette eksperiment," tilføjede han.

Selvom Casimir-effekten i det væsentlige høster energi fra vakuum, bemærkede Quach, at det ikke betyder, at vakuumenergi er en praktisk måde at drive verden på.

"Casimir-effekten er meget, meget lille," sagde Quach. "Det kræver en stor indsats for at opdage det, endsige bruge det som en energikilde."

Quach detaljerede hans resultater online 25 februar i tidsskriftet Physical Review Letters.

Følge efter WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Forskning


Hvad Er En Anden Fætter Vs. En Første Fætter Engang Fjernet?
Hvad Er En Anden Fætter Vs. En Første Fætter Engang Fjernet?

Reinkarnationens Virkelighed
Reinkarnationens Virkelighed

Videnskab Nyheder


Psykedeliske Lægemidler Kan Ændre Strukturen Af ​​Hjerneceller
Psykedeliske Lægemidler Kan Ændre Strukturen Af ​​Hjerneceller

Secret Vatican Manuscript'S Mysterious Purple Spots Decoded
Secret Vatican Manuscript'S Mysterious Purple Spots Decoded

Sjælden Kødallergi Forbundet Med Flåter Fundet Over Hele Usa
Sjælden Kødallergi Forbundet Med Flåter Fundet Over Hele Usa

Denne Elementary-School-Age T. Rex Er En '1 I 100 Million' Discovery
Denne Elementary-School-Age T. Rex Er En '1 I 100 Million' Discovery

'Brain-Eating Amoeba' Infektioner Spørg Advarsel Om Neti Potter
'Brain-Eating Amoeba' Infektioner Spørg Advarsel Om Neti Potter


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com