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人造声波温度首次测得

2019-06-04 10:28 来源:科技日报

  据英国《科学新闻》周刊网站近日报道,以色列科学家在最新一期《自然》杂志撰文称,他们首次测量了实验室制造出来的声波(捕捉声音而非光线)的温度,结果与“辐射”理论预测一致,有望证明该理论的正确性。

  辐射理论称,并非真的全黑,相反,一小撮粒子会从边缘流出,的温度取决于的大小。这种辐射非常微弱,无法在真正的中被观察到。为了制造出声波,研究人员将超冷的铷原子冷却到玻色—爱因斯坦凝聚态,并使它们流动。类似于的引力会捕获光,流动的原子也会防止声波逃逸。

  研究人员解释称,辐射来自量子粒子对。通常,这些粒子会立即相互湮灭。但在边缘,如果一个粒子掉进去;另一个粒子就会逃逸,产生辐射。在声波中出现了类似的情况:成对声子一个落入,而另一个逃逸。

  他们对逃逸声子和落入声子进行测量,估算出的温度为0.35亿分之一开氏度。论文作者、以色列理工学院物理学家杰夫·施泰因豪尔说:“这一结果与理论的预测非常一致。”

  在辐射理论提出之后,“信息悖论”也随之而来。量子力学认为,信息永远不会消失;但辐射理论认为,逃离的粒子会慢慢摧毁的质量,经过很长一段时间后,会消失,其内的信息也会随之烟消云散。

  研究人员称,新研究能否帮助科学家解决信息悖论还是个未知数,这一难题的最终解决可能需要一种将引力和量子力学结合起来的名为“量子引力理论”。但这一理论不适用于声波,因为它们不是由引力产生的。施泰因豪尔说:“我们必须在真正的而非模拟中解决信息悖论。”

  总编辑圈点

  人类目前很难直接观测,又没法造出,不过,施泰因豪尔想了个主意——模拟。他在实验室造了一个人工吸收声音的系统,让声音无法从介质中逃脱,这也就是所谓的声波。几年前他就发现,从声波中逃逸出来的声子,是相互关联的配对声子中的一个,也就是发现了辐射的声学类似物。现在,他又估算出了的温度,和的理论预测非常一致。类比研究很有意思,当然科学家还是期待在有更多积累之后,能在真正的附近测量这些物质。

 

编辑: 罗予岐

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