211service.com
Kaip superlaidūs lakštai gali atspindėti gravitacines bangas
Gravitacinės bangos yra sunkiai suvokiami erdvėlaikio iškraipymai, kuriuos sukuria žiauriausi Visatos įvykiai – susidūrimai tarp juodųjų skylių, žvaigždžių sprogimo ir net paties Didžiojo sprogimo.
Niekas nepatvirtino, kad pastebėjo šias bangas, tačiau tai gali pasikeisti dėl intriguojančios Raymondo Chiao ir draugų iš Kalifornijos universiteto Mercedo idėjos. Jie siūlo egzistuoti naujo tipo veidrodį, kuris atspindėtų gravitacines bangas ir netgi gali jas paversti elektromagnetinėmis bangomis.
Pirmiausia šiek tiek fono. Teoriniai fizikai jau seniai pastebėjo, kad tam tikromis aplinkybėmis Einšteino bendrosios reliatyvumo lygtys, kurios numato gravitatoninių bangų egzistavimą, yra labai panašios į Maksvelo lygtis, apibūdinančias elektromagnetinės spinduliuotės elgesį. Tai svarbus patarimas norint suprasti, kaip veikia gravitacinės bangos, sako Chiao.
Jis nurodo konkretų atvejį, kai plona superlaidi plėvelė atspindi bangas. Jei tai tinka em bangoms, tada matematika rodo, kad ji turi veikti ir gravitacinėms bangoms.
Čia yra mąstymas. Gravitacinė banga ištempia ir suspaudžia erdvę, judama per visatą. Bet koks jo kelyje esantis objektas atrodys suspaustas ir ištemptas taip pat, dalelės šiame objekte judės kartu su iškreipta erdve tam tikra trajektorija (vadinama geodeziniu judėjimu).
Nauja mintis kyla iš svarstymo, kas nutinka superlaidžiam lakštui, kai praeina gravitacinė banga. „Cooper“ poros lape yra kvantiniai objektai, valdomi neapibrėžtumo principu, todėl negali turėti konkrečios trajektorijos: jie yra visiškai delokalizuoti. Kita vertus, jonai, sudarantys superlaidininko kristalinę struktūrą, nėra delokalizuoti, todėl gali judėti geodezine trajektorija, kai praeina gravitacinė banga.
Tai yra pagrindas, kuriuo remdamasi gravitacinė banga gali sąveikauti su superlaidžiu lakštu. Kvantinė delokalizacija sukelia superlaidininko Cooperio porų negeodezinį judėjimą, palyginti su jo joninės gardelės geodeziniu judėjimu, sako Chiao ir bičiuliai.
Jie spėja, kad dėl šio judėjimo skirtumo lakštas sugeria energiją iš gravitacinės bangos, o po to iš naujo ją išspinduliuoja kaip gravitacinę bangą, sklindančią priešinga kryptimi, kitaip tariant, veidrodinį atspindį.
Tai nepaprastas teiginys, kurį reikia toliau tirti, ypač dėl to, kad pirmiausia kyla nemažai nesutarimų dėl GR-Maxwell ryšio.
Nepaisant to, Chiao ir kiti žengia dar toliau, baigdami savo dokumentą taip:
Tai reiškia, kad dvi įkrautos, levituotos superlaidžios sferos statinėje mechaninėje pusiausvyroje, kad jų kuloninis atstūmimas subalansuotų jų Niutono trauką, turėtų būti efektyvus keitiklis, paverčiantis EM bangas į GR bangas ir atvirkščiai. Todėl į Hertzą panašus eksperimentas, kai GR mikrobangų siųstuvas ir imtuvas yra sukonstruoti naudojant du tokius keitiklius, turėtų būti praktiškas.
Taigi pora levituojančių, superlaidžių sferų veiktų kaip gravitacinių bangų antena ir paverstų jas elektromagnetinėmis bangomis.
Kam laukti LIGO? Kas yra lažybų, kad superlaidžios sferos gali būti aptiktos pirmiausia?
Nuoroda: arxiv.org/abs/0903.0661: Ar egzistuoja gravitacinių bangų veidrodžiai?