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Los físicos partieron en busca del brillo cuántico largamente buscado

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Los físicos partieron en busca del brillo cuántico largamente buscado

De acuerdo con una predicción conocida como el Efecto Unruh, los pilotos del Millenium Falcon probablemente verían un resplandor caliente al saltar al hiperespacio. Crédito: Christine Daniloff, MIT

Un nuevo enfoque podría detectar el escurridizo efecto Unruh en horas, en lugar de miles de millones de años.

Para los fanáticos de «Star Wars», las estrellas fugaces vistas desde la cabina del Halcón Milenario mientras salta a través del hiperespacio es una imagen canónica. Pero, ¿qué vería realmente un piloto si pudiera acelerar en un instante a través del vacío del espacio? Definitivamente vería un brillo cálido, según una predicción conocida como el Efecto Unruh.

Desde la década de 1970, cuando se propuso por primera vez, el efecto Unruh ha escapado a la detección, debido al hecho de que la probabilidad de ver el efecto es infinitesimalmente pequeña, lo que requiere aceleraciones increíbles o largos períodos de tiempo de observación. Sin embargo, investigadores de[{» attribute=»»>MIT and the University of Waterloo believe they have discovered a mechanism to dramatically boost the likelihood of observing the Unruh effect, which they describe in a study published today (April 26, 2022) in Physical Review Letters.

Rather than observing the effect spontaneously, as previous researchers have attempted in the past, the team proposes stimulating the phenomenon, in a very particular way that amplifies the Unruh effect while suppressing other competing effects. The researchers compare their concept to casting an invisibility cloak over other conventional phenomena, which should then reveal the much less obvious Unruh effect.

If it can be realized in a practical experiment, this new stimulated approach, with an added layer of invisibility (or “acceleration-induced transparency,” as described in the paper) could vastly increase the probability of observing the Unruh effect. Instead of waiting longer than the age of the universe for an accelerating particle to produce a warm glow as the Unruh effect predicts, the team’s approach would shave that wait time down to a few hours.

“Now at least we know there is a chance in our lifetimes where we might actually see this effect,” says study co-author Vivishek Sudhir, assistant professor of mechanical engineering at MIT, who is designing an experiment to catch the effect based on the group’s theory. “It’s a hard experiment, and there’s no guarantee that we’d be able to do it, but this idea is our nearest hope.”

The study’s co-authors also include Barbara Šoda and Achim Kempf of the University of Waterloo.

Close connection

The Unruh effect is also known as the Fulling-Davies-Unruh effect, after the three physicists who initially proposed it. The prediction states that a body that is accelerating through a vacuum should in fact feel the presence of warm radiation purely as an effect of the body’s acceleration. This effect has to do with quantum interactions between accelerated matter and quantum fluctuations within the vacuum of empty space.

To produce a glow warm enough for detectors to measure, a body such as an atom would have to accelerate to the speed of light in less than a millionth of a second. Such an acceleration would be equivalent to a g-force of a quadrillion meters per second squared (a fighter pilot typically experiences a g-force of 10 meters per second squared).

“To see this effect in a short amount of time, you’d have to have some incredible acceleration,” Sudhir says. “If you instead had some reasonable acceleration, you’d have to wait a ginormous amount of time — longer than the age of the universe — to see a measurable effect.”

What, then, would be the point? For one, he says that observing the Unruh effect would be a validation of fundamental quantum interactions between matter and light. And for another, the detection could represent a mirror of the Hawking effect — a proposal by the physicist Stephen Hawking that predicts a similar thermal glow, or “Hawking radiation,” from light and matter interactions in an extreme gravitational field, such as around a black hole.

“There’s a close connection between the Hawking effect and the Unruh effect — they’re exactly the complementary effect of each other,” says Sudhir, who adds that if one were to observe the Unruh effect, “one would have observed a mechanism that is common to both effects.”

A transparent trajectory

The Unruh effect is predicted to occur spontaneously in a vacuum. According to quantum field theory, a vacuum is not simply empty space, but rather a field of restless quantum fluctuations, with each frequency band measuring about the size of half a photon. Unruh predicted that a body accelerating through a vacuum should amplify these fluctuations, in a way that produces a warm, thermal glow of particles.

In their study, the researchers introduced a new approach to increase the probability of the Unruh effect, by adding light to the entire scenario — an approach known as stimulation.

“When you add photons into the field, you’re adding ‘n’ times more of those fluctuations than this half a photon that’s in the vacuum,” Sudhir explains. “So, if you accelerate through this new state of the field, you’d expect to see effects that also scale ‘n’ times what you would see from just the vacuum alone.”

However, in addition to the quantum Unruh effect, the additional photons would also amplify other effects in the vacuum — a major drawback that has kept other hunters of the Unruh effect from taking the stimulation approach.

Šoda, Sudhir, and Kempf, however, found a work-around, through “acceleration-induced transparency,” a concept they introduce in the paper. They showed theoretically that if a body such as an atom could be made to accelerate with a very specific trajectory through a field of photons, the atom would interact with the field in such a way that photons of a certain frequency would essentially appear invisible to the atom.

“When we stimulate the Unruh effect, at the same time we also stimulate the conventional, or resonant, effects, but we show that by engineering the trajectory of the particle, we can essentially turn off those effects,” Šoda says.

By making all other effects transparent, the researchers could then have a better chance of measuring the photons, or the thermal radiation coming from only the Unruh effect, as the physicists predicted.

The researchers already have some ideas for how to design an experiment based on their hypothesis. They plan to build a laboratory-sized particle accelerator capable of accelerating an electron to close to the speed of light, which they would then stimulate using a laser beam at microwave wavelengths. They are looking for ways to engineer the electron’s path to suppress classical effects, while amplifying the elusive Unruh effect.

“Now we have this mechanism that seems to statistically amplify this effect via stimulation,” Sudhir says. “Given the 40-year history of this problem, we’ve now in theory fixed the biggest bottleneck.”

Reference: “Acceleration-Induced Effects in Stimulated Light-Matter Interactions” by Barbara Šoda, Vivishek Sudhir and Achim Kempf, 21 April 2022, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.163603

This research was supported, in part, by the National Science and Engineering Research Council of Canada, the Australian Research Council, and a Google Faculty Research Award.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

SpaceX puso en órbita otro lote de sus satélites de Internet Starlink desde la Costa Espacial de Florida esta tarde (30 de octubre).

Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó de la estación espacial de Cabo Cañaveral hoy a las 17:10 EDT (21:10 GMT).

La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente ocho minutos después del despegue, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX “A Shortfall of Gravitas”, estacionado en el Océano Atlántico.

Un cohete SpaceX Falcon 9 lanza 23 satélites de Internet Starlink a órbita desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)

Este fue el decimocuarto lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX.

La etapa superior del Falcon 9 continuó su viaje hacia el cielo. Desplegará los 23 satélites Starlink en la órbita terrestre baja (LEO) aproximadamente 64 minutos después del despegue, si todo va según lo planeado.

Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco en el mar poco después de poner en órbita 23 satélites de Internet Starlink desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

La NASA ha perfeccionado su lista de posibles lugares de aterrizaje cerca del polo sur de la Luna para su Misión Artemisa 3cuyo objetivo es devolver a los astronautas a la superficie lunar no antes de 2026.

Los nueve sitios preseleccionados, que fueron publicados por la NASA el lunes 28 de octubre, son geológicamente diversos y cada uno tiene el potencial de proporcionar nueva información sobre planetas rocososrecursos lunares y la historia de nuestra sistema solarsegún un declaración por la agencia.

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

Mattel, el fabricante de juguetes detrás de grandes marcas como Barbie y Hot Wheels, está modernizando sus propiedades inmobiliarias, trasladando sus estudios y su centro de diseño a nuevos hogares.

La compañía, con sede en El Segundo, planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60,000 pies cuadrados para 2025. Mattel firmó un acuerdo de varios años para arrendar el espacio de oficinas en 831 S. Douglas St.

Mattel planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60.000 pies cuadrados para 2025.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

El edificio, ubicado cerca de la actual sede de Mattel en Continental Boulevard, incluye estudios que la compañía utilizará para tomar fotografías y videos para promocionar sus productos, así como un patio con fogatas, una parrilla y un área de cocina. El edificio está cerca de otros servicios, incluidos restaurantes, un club deportivo de alto nivel, hoteles y tiendas. Durante los últimos 30 años, Mattel ha alojado sus estudios en su campus, que incluye varios edificios.

La transacción inmobiliaria es parte de los esfuerzos de Mattel para renovar sus oficinas, ya que la compañía apunta a impulsar la productividad y la creatividad en el lugar de trabajo y al mismo tiempo atraer nuevos empleados. A medida que los trabajadores comienzan a regresar a la oficina después de la pandemia de COVID-19, las empresas están tratando de hacer que la oficina sea más atractiva para los empleados acostumbrados al trabajo remoto.

Espacios de trabajo dentro de un edificio de oficinas.

El interior de un edificio al que Mattel trasladará sus estudios para 2025. Mattel ha firmado un contrato de varios años para alquilar las oficinas en 831 S. Douglas St.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

El edificio industrial, que forma parte del campus de Continental Park de Continental Development Corp., fue transformado recientemente para incluir un área de producción de estudio para satisfacer las necesidades creativas de Mattel.

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«Los empleadores han estado trabajando para darles a sus empleados razones para querer regresar a la oficina e interactuar con sus pares», dijo Bob Tarnofsky, vicepresidente ejecutivo de bienes raíces de Continental Development. «Las comodidades que ofrecen son muy superiores a las que normalmente veíamos antes de COVID». »

A medida que los empleadores reconsideran el futuro del trabajo, no es raro que las empresas firmen contratos de arrendamiento a más corto plazo, dijo Tarnofsky. Mattel, sin embargo, firmó un contrato de arrendamiento a largo plazo. Se negó a decir cuánto pagó Mattel por el contrato de arrendamiento y cuánto dura.

Una zona de terraza

Un patio con fogatas es parte de las comodidades del edificio.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

Este año, Mattel también anunció que trasladaría su centro de diseño, ubicado en Mariposa Avenue durante más de tres décadas, a un edificio recientemente renovado en 2026. El centro, donde los empleados diseñan cabello, ropa y otras piezas de juguete, se ubicará en un espacio de oficinas de 167,767 pies cuadrados conocido como Grand + Nash en 2160 E. Grand Ave. Mattel compró el espacio por 59 millones de dólares a New York Life Insurance.

«Nos estamos embarcando en una importante modernización interior de nuestra sede en 333 Continental Boulevard, infundida con los mismos principios de diseño e inspirada en los esfuerzos de modernización de oficinas de Mattel en todo el mundo», David Traughber, vicepresidente senior de finanzas y director de Mattel. bienes raíces globales, dijo en un comunicado.

Los edificios que actualmente albergan el centro de diseño y operaciones de estudio de Mattel son instalaciones arrendadas que la compañía dejará libres.

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En diciembre de 2023, Mattel tenía aproximadamente 33.000 empleados en más de 35 países de todo el mundo, según el informe anual de la empresa. La empresa tiene aproximadamente 2000 empleados en El Segundo y ofrece a sus empleados un ambiente de trabajo híbrido.

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