কোয়ান্টাম সুপারপজিশন কেবলমাত্র উপ-পরমাণু কণার সম্পত্তি নয় বরং মহাবিশ্বের সবচেয়ে বিশাল বস্তুরও। এটি অস্ট্রেলিয়া এবং কানাডার চার তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীর উপসংহার যারা একটি ব্ল্যাক হোল থেকে কিছু দূরত্বে রাখা একটি কণা আবিষ্কারকের অনুমানমূলক প্রতিক্রিয়া গণনা করেছিলেন। গবেষকরা বলছেন যে ডিটেক্টর সুপারইমপোজড স্পেস-টাইমের অভিনব চিহ্ন দেখতে পাবে, যা বোঝায় যে ব্ল্যাক হোলে একই সাথে দুটি ভিন্ন ভর থাকতে পারে।
ব্ল্যাক হোল তৈরি হয় যখন নক্ষত্রের মতো অত্যন্ত বৃহদায়তন বস্তুগুলি একটি এককতায় ভেঙে পড়ে - অসীম ঘনত্বের একটি বিন্দু। একটি ব্ল্যাক হোলের মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র এতটাই বিশাল যে এর থাবা থেকে কিছুই এড়াতে পারে না, এমনকি আলোও নয়। এটি এককতার চারপাশে মহাকাশের একটি গোলাকার অঞ্চল তৈরি করে যা মহাবিশ্বের বাকি অংশ থেকে সম্পূর্ণভাবে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং ঘটনা দিগন্ত হিসাবে পরিচিত যা দ্বারা আবদ্ধ হয়।
ব্ল্যাক হোলের পদার্থবিদ্যায় গবেষণার একটি সক্রিয় ক্ষেত্র কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ তত্ত্ব বিকাশ করতে চায়। এটি তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ লক্ষ্য যা কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বের মধ্যে সমন্বয় সাধন করবে। বিশেষ করে, কোয়ান্টাম সুপারপজিশনে ব্ল্যাক হোল বিবেচনা করে, পদার্থবিদরা স্থান-কালের কোয়ান্টাম প্রকৃতির অন্তর্দৃষ্টি পেতে আশা করেন।
Unruh-deWitt আবিষ্কারক
মধ্যে সর্বশেষ কাজ, মধ্যে রিপোর্ট দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি, জোশুয়া ফু এবং ম্যাগডালেনা জাইচ কুইন্সল্যান্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের সাথে একসাথে সেমিলে আরাবচি এবং রবার্ট মান ওয়াটারলু ইউনিভার্সিটিতে তারা স্থান-কাল সুপারপজিশন অধ্যয়নের জন্য একটি নতুন অপারেশনাল ফ্রেমওয়ার্ক হিসাবে কী বর্ণনা করে তার রূপরেখা দেয়। সাধারণ আপেক্ষিকতা পরিমাপ করার জন্য একটি "টপ-ডাউন" পদ্ধতি ব্যবহার করার পরিবর্তে তারা পরিবর্তে একটি ব্ল্যাক হোলের কোয়ান্টাম অবস্থার প্রভাব বিবেচনা করে একটি নির্দিষ্ট শারীরিক ডিভাইসের আচরণের উপর যার নাম Unruh-deWitt আবিষ্কারক।
এটি একটি অনুমানমূলক যন্ত্র যা একটি দ্বি-রাষ্ট্র ব্যবস্থার অন্তর্ভুক্ত, যেমন একটি বাক্সের একটি কণা, একটি কোয়ান্টাম ক্ষেত্রের সাথে মিলিত। যখন তার স্বল্প-শক্তির অবস্থায় থাকে এবং ঠিক সঠিক ফ্রিকোয়েন্সির ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের সংস্পর্শে আসে, তখন সিস্টেমটি তার উচ্চতর অবস্থায় চলে যায় এবং একটি "ক্লিক" নিবন্ধন করে।
এই ধরনের ডিটেক্টর তাত্ত্বিকভাবে পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে আনরুহ বিকিরণ, কণার একটি তাপ স্নান যা কোয়ান্টাম ভ্যাকুয়াম থেকে এমন একটি পর্যবেক্ষকের কাছে প্রদর্শিত হবে যা স্থানের মধ্য দিয়ে ত্বরান্বিত হচ্ছে। নতুন গবেষণায় যে দৃশ্যকল্প তৈরি করা হয়েছে তাতে, এটি পরিবর্তে ক্যাপচার করবে হকিং বিকিরণ. এটি এমন বিকিরণ যা ভবিষ্যদ্বাণী করা হয় যখন কোয়ান্টাম ভ্যাকুয়ামের মধ্যে ভার্চুয়াল কণা-অ্যান্টি পার্টিকেল জোড়া ব্ল্যাক হোলের ঘটনা দিগন্তে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় - অ্যান্টি পার্টিকেল তারপর শূন্যে অদৃশ্য হয়ে যায় এবং কণাটি আশেপাশের মহাকাশে নির্গত হয়।
তাদের চিন্তা পরীক্ষায়, কোয়ার্টেট একটি ব্ল্যাক হোলের ঘটনা দিগন্তের বাইরে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে অবস্থিত একটি Unruh–deWitt ডিটেক্টরের কল্পনা করে, ডিটেক্টরের স্থির অবস্থানটি হকিং বিকিরণ উৎপন্ন ব্ল্যাক হোল থেকে দূরে একটি ত্বরণ দ্বারা সক্ষম করে। গবেষকরা সেই ডিটেক্টরের আউটপুটে ব্ল্যাক হোলের ভরের একটি সুপারপজিশনের প্রভাব বিবেচনা করে।
দূরত্বের সুপারপজিশন
তারা যেমন ব্যাখ্যা করে, দুটি ভর সাধারণ আপেক্ষিকতার ক্ষেত্রের সমীকরণের বিভিন্ন সমাধান দেয় এবং এর ফলে স্বতন্ত্র স্থান-সময়। স্থান-কালের ফলস্বরূপ সুপারপজিশন পালাক্রমে ডিটেক্টরকে ঘটনা দিগন্ত থেকে দূরত্বের একটি সুপারপজিশনে ছেড়ে দেয়, যা কার্যত একটি ইন্টারফেরোমিটার তৈরি করে যার প্রতিটি বাহু ব্ল্যাক হোলের ভরগুলির একটির সাথে যুক্ত। ডিটেক্টর ক্লিক করার সম্ভাবনা নির্ভর করে সুপারপজিশনে কোন ভর রয়েছে তার উপর।
ব্যানাডোস-টেইটেলবোইম-জানেলি ফর্মুলেশন দ্বারা দুটি স্থানিক মাত্রায় বর্ণিত একটি অপেক্ষাকৃত সহজ ব্ল্যাক হোলের জন্য গণনা করা, পদার্থবিদরা একটি আকর্ষণীয় ফলাফল পেয়েছেন। তারা সুপারপজিশন ভর অনুপাতের বর্গমূলের একটি ফাংশন হিসাবে ব্ল্যাক হোল দ্বারা নির্গত একটি কণা সনাক্ত করার সম্ভাবনার পরিকল্পনা করেছিল এবং তীক্ষ্ণ শিখরগুলি খুঁজে পেয়েছিল যখন সেই মানগুলি 1/ এর সমান ছিল।n, সঙ্গে n একটি পূর্ণসংখ্যা হচ্ছে
অ্যানালগ ব্ল্যাক হোলে আটকে পড়া হকিং বিকিরণ
গবেষকরা 1970-এর দশকে আমেরিকান-ইসরায়েলি পদার্থবিজ্ঞানী জ্যাকব বেকেনস্টাইন দ্বারা ভবিষ্যদ্বাণী করা ব্ল্যাক হোলের জনসাধারণের সাথে মিলিত ইন্টারফেরোমিটার অস্ত্রের বিকিরণের মধ্যে গঠনমূলক হস্তক্ষেপের জন্য এই আচরণের জন্য দায়ী। তিনি দেখিয়েছিলেন যে একটি ব্ল্যাক হোলের ঘটনা দিগন্তের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল - এবং তাই এর ভর - একটি adiabatic invariant। এটি একটি ভৌত সম্পত্তি যা স্থির থাকে যখন ধীরে ধীরে কাজ করা হয় এবং যার ফলে ভর পরিমাপ করা হয়।
"এই ফলাফলটি বেকেনস্টাইনের অনুমানের জন্য স্বাধীন সমর্থন প্রদান করে," গবেষকরা লিখেছেন দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি, "প্রদর্শন করা যে কিভাবে আবিষ্কারক এর উত্তেজনা সম্ভাবনা একটি কোয়ান্টাম ব্ল্যাক হোলের একটি সত্যিকারের কোয়ান্টাম-মাধ্যাকর্ষণ সম্পত্তি প্রকাশ করতে পারে"।
চারটি পদার্থবিদ জোর দিয়েছিলেন যে ফলাফলটি তাদের গণনা থেকে উদ্ভূত হয়েছে অনুমান না করে যে ব্ল্যাক-হোল ভরকে বেকেনস্টাইনের অনুমান দ্বারা পূর্বাভাসিত বিচ্ছিন্ন ব্যান্ডের মধ্যে পড়তে হবে। তারা যোগ করে যে তাদের কৌশলটি তিনটি স্থানিক মাত্রায় ব্ল্যাক হোলের আরও জটিল বর্ণনায় প্রসারিত হতে পারে, যা তারা বলে, আমাদের মহাবিশ্বে কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ প্রভাব সম্পর্কে অতিরিক্ত অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করবে।
