เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย หลุมดำที่สร้างแรงบันดาลใจ การเปลี่ยนแปลงของอะตอมรอยหยักในสัญญาณคลื่นโน้มถ่วงจากการรวมหลุมดำสามารถเผยให้เห็นการมีอยู่ของโบซอนที่เบามาก หลักฐานของอนุภาค subatomic ชนิดใหม่อาจแฝงตัวอยู่ภายในคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากหลุมดำที่รวมตัวกันตามการคำนวณโดยนักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาและเนเธอร์แลนด์ John Stout
ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและเพื่อนร่วมงานได้ศึกษา
กระบวนการที่กลุ่มเมฆของโบซอนที่เบามากในสมมุติฐานสามารถก่อตัวขึ้นรอบๆ หลุมดำ ทำให้เกิด “อะตอมโน้มถ่วง” พวกเขาคิดว่าถ้าหลุมดำดังกล่าวอยู่ในคู่ไบนารีที่รวมเข้าด้วยกัน การมีอยู่ของโบซอนที่เบามากจะถูกเปิดเผยโดยความถี่ “โค้งงอ” ของคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมา
คลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากการรวมตัวของหลุมดำคู่หนึ่งถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2015 โดยหอสังเกตการณ์ LIGO และตั้งแต่นั้นมาก็พบสัญญาณอีกมาก ทฤษฎีการผลิตคลื่นโน้มถ่วงนั้นแข็งแกร่ง ดังนั้นการเบี่ยงเบนใดๆ ระหว่างทฤษฎีกับการสังเกตสามารถชี้ไปที่ฟิสิกส์ใหม่นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค
ตัวอย่างเช่น ความเบี่ยงเบนอาจเกิดจากการมีอยู่ของโบซอนที่เบามาก ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของโมเดลมาตรฐาน เหล่านี้เป็นอนุภาคสมมุติฐานที่มีมวลต่ำมากที่จะจับคู่กับสารปกติน้อยมาก บางคนเชื่อว่าโบซอนเบาเป็นพิเศษอาจเป็นสารมืด แต่ตามทฤษฎีปัจจุบัน พวกมันไม่จำเป็นต้องมีอยู่มากมายทั่วทั้งจักรวาล ซึ่งทำให้ยากต่อการตรวจจับเป็นพิเศษ
หลุมดำซุปเปอร์เรเดียนซ์
สเตาท์และเพื่อนร่วมงานเชื่อว่าหลักฐานของโบซอนที่เบามากสามารถเปิดเผยได้ด้วยเอฟเฟกต์ที่เรียกว่าการแผ่รังสีของหลุมดำ ในสถานการณ์สมมตินี้ จำนวนโบซอนที่เบามากรอบๆ หลุมดำจะเพิ่มขึ้นจากการหมุนอย่างรวดเร็วของหลุมดำ สิ่งนี้จะสร้างเมฆโบซอนเบาบางรอบหลุมดำซึ่งอนุภาคจะครอบครองวงโคจรที่เฉพาะเจาะจง เหมือนกับเมฆอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอม
ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Stout ได้สำรวจสถานการณ์ที่หลุมดำหนึ่งหลุมในคู่ไบนารีเป็นอะตอมของแรงโน้มถ่วง ในขณะที่หลุมดำโคจรรอบกันและกัน เมฆของโบซอนที่เบามากจะพบกับการรบกวนเป็นระยะๆ จากสนามโน้มถ่วงของหลุมดำอีกหลุมหนึ่ง และในขณะที่หลุมดำหมุนวนเข้าหากัน ความถี่ของการรบกวนก็จะเพิ่มขึ้น
โบซอนหนี
ในตอนแรกสิ่งรบกวนเหล่านี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในคลาวด์ โดยส่งเสริมโบซอนที่เบามากไปสู่วงโคจรที่มีพลังงานสูงกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น อนุภาคจะเริ่มถูกขับออกจากก้อนเมฆ ในกระบวนการเช่นการทำให้เป็นไอออนของอะตอม อนุภาคที่ปล่อยออกมาเหล่านี้จะนำพลังงานออกจากระบบหลุมดำ สเตาต์และเพื่อนร่วมงานคิดว่าการสูญเสียพลังงานนี้อาจเกิดขึ้นอย่างกะทันหันและเกินพลังงานที่คู่ไบนารีสูญเสียไปเป็นคลื่นความโน้มถ่วง ผลที่ตามมาก็คือ ผลของโบซอนที่หลบหนีจากซุปเปอร์ไลท์จะประทับอยู่ภายในสัญญาณคลื่นโน้มถ่วงจากคู่หลุมดำ
คลื่นความโน้มถ่วงสามารถเผยให้เห็นโบซอนเบาที่ซุ่มซ่อนอยู่ใกล้หลุมดำ
พวกเขาได้คำนวณว่าไอออไนเซชันนี้จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในวิวัฒนาการความถี่ของคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาจากเลขฐานสองของหลุมดำ หากตรวจพบในสัญญาณคลื่นโน้มถ่วงจริง สิ่งนี้จะไม่เพียงแต่ให้ลายเซ็นเฉพาะของเมฆโบซอนที่เบามากเท่านั้น แต่ยังมีข้อมูลโดยตรงเกี่ยวกับสถานะมวลและพลังงานของมันด้วย
น่าเสียดายที่เครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงในปัจจุบันไม่สามารถตรวจจับความหงิกงอเหล่านี้ได้เช่น LIGO และ Virgo อย่างไรก็ตาม ทีมงานคาดการณ์ว่าหอสังเกตการณ์อวกาศ LISA ที่กำลังจะมีขึ้นจะสามารถตรวจจับลายเซ็นได้ง่าย ซึ่งขณะนี้มีกำหนดเปิดตัวในปี 2037
นักวิจัยพบว่าผลลัพธ์ของการวัดนั้น “โดดเด่น” โดยการเปลี่ยนรูปร่างของพัลส์เลเซอร์ พวกเขาพบว่าพวกมันสามารถสร้างกระแสที่มีบทบาทในตัวนำประจุไฟฟ้าจริงหรือเสมือนเท่านั้น ความสามารถในการควบคุมผู้ให้บริการชาร์จสองประเภทที่แตกต่างกันในลักษณะนี้ทำให้พวกเขาสร้างลอจิกเกตที่ทำงานบนมาตราส่วนเวลา femtosecond ได้เป็นครั้งแรก
การทำงานของลอจิกเกท
แนวคิดพื้นฐานของลอจิกเกตใหม่คือการเข้ารหัสสัญญาณไบนารีสองตัว (0 และ 1 ซึ่งเป็นมาตรฐานในลอจิกคอมพิวเตอร์) ในรูปของพัลส์เลเซอร์สองสามรอบ – นั่นคือในเฟส “ซองใส่ซอง” ของพวกมันคือ Hommelhoff อธิบาย เมื่อพัลส์เลเซอร์ทั้งสองนี้มีปฏิสัมพันธ์กับโครงสร้างเฮเทอโรโครงสร้างทองคำ-กราฟีน แต่ละพัลส์จะสร้างพัลส์กระแสที่เร็วมาก ดังนั้น จากพัลส์เลเซอร์ทั้งสองที่เข้ามา นักวิจัยสามารถสร้างพัลส์ปัจจุบันสองพัลส์ที่รวมกันหรือยกเลิกซึ่งกันและกัน
“สัญญาณเอาต์พุตไบนารี (อีก 0 หรือ 1) ได้มาจากระดับของกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นซึ่งวัดที่อิเล็กโทรดทองคำตัวใดตัวหนึ่ง” ฮอมเมลฮอฟฟ์บอกกับPhysics World “มาตราส่วนเวลาสำหรับการดำเนินการทางลอจิกนั้นถูก จำกัด โดยพื้นฐานโดยเวลาเปิดเครื่องของพัลส์ปัจจุบันทั้งสองซึ่งกำหนดโดยกลไกควอนตัมและกลไกควอนตัมที่ขับเคลื่อนด้วยความถี่ของพัลส์เลเซอร์”
ด้วยพารามิเตอร์ที่ใช้ในการทดลอง ทีม Rochester-FAU คาดการณ์ขีดจำกัดบนสำหรับแบนด์วิดท์ของลอจิกเกตที่ความถี่ออปติคัลขับ 0.36 PHz หรือเทียบเท่า 2.8 fs
อ่านเพิ่มเติมออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่เร็วที่สุดที่เป็นไปได้
ฟิสิกส์ควอนตัมกำหนดความเร็วสำหรับสวิตช์ optoelectronic ที่เร็วที่สุด เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
