Дослідники пропонують метод супервипромінювання для експериментальної перевірки Ефекту Унру

Міжнародна група дослідників представила новий експериментальний план, розроблений для емпіричної перевірки теоретично передбаченого ефекту Унру. Цей підхід, детально описаний у пропозиції 2025 року, передбачає використання явища супервипромінювання всередині точно сконструйованих оптичних резонаторів Фабрі-Перо. Ефект Унру, передбачений Вільямом Унру в 1976 році, стверджує, що спостерігач, який прискорюється, сприймає квантовий вакуум як термальну ванну. Основна складність у спостереженні цього явища історично полягала у необхідності прискорення, порівнянного з тим, що існує поблизу горизонту подій зоряної чорної діри. Раніше цей поріг вважався недосяжним для наземних експериментів. Це відоме, хоча й досі не підтверджене, теоретичне передбачення в рамках квантової теорії поля та загальної теорії відносності.

Запропонована методологія долає цю перешкоду, використовуючи супервипромінювання — процес, вперше передбачений Робертом Діке у 1950-х роках. Супервипромінювання полягає у кооперативному випромінюванні інтенсивного, синхронізованого спалаху світла близько розташованими атомами. Ключове нововведення полягає у використанні точного часу виникнення цього супервипромінюючого спалаху як вимірюваного сигналу. Коли атоми піддаються слабкому термічному збуренню, спричиненому ефектом Унру, очікується, що випромінювання спалаху відбудеться трохи раніше. Це незначне часове зміщення надає чіткий маркер, який, на думку дослідників, може ефективно відокремити бажаний сигнал Унру від поширеного фонового шуму.

Протокол дослідження був опублікований у поважному журналі Physical Review Letters. До складу авторів увійшли провідний дослідник Ахіл Десвал з Індійського інституту наукової освіти та досліджень (IISER) Мохалі, а також Навдіп Ар’я зі Стокгольмського університету, Кінджалк Лочан та Сандіп К. Гоял. Експериментальна архітектура спирається на оптичні резонатори Фабрі-Перо. Ці резонатори використовують два високорефлективні, паралельні дзеркала для підсилення супервипромінюючої емісії. Одночасно вони забезпечують надійне приглушення сторонніх джерел шуму. Така конфігурація є критично важливою для виявлення тонких ефектів, сформульованих Вільямом Унру в 1976 році, який встановив зв'язок між прискоренням та сприйнятою температурою.

Ця робота знаменує собою значний відхід від попередніх теоретичних обмежень, оскільки необхідна величина прискорення на порядки нижча, ніж вважалося раніше для отримання будь-якого вимірюваного сигналу. Підтвердження ефекту Унру в контрольованих лабораторних умовах відкриє наземне вікно до явищ, які раніше обмежувалися екстремальними космологічними середовищами. Це забезпечить міст між квантовою механікою, термодинамікою та загальною теорією відносності. Експериментальна перевірка ефекту Унру, який постулює залежність визначення квантового вакууму від траєкторії, підтвердить ключовий принцип сучасної фізики щодо неінерційних систем відліку. Команда робить висновок, що спостереження цього часового маркера дозволить вивчати квантові явища, на які впливає гравітація, в контрольованих, некосмологічних умовах.