研究人員開發了一種觀察量子真空的新理論，這可能導致對黑洞行為的新認識。
昂魯效應結合了量子物理學和相對論理論。到目前為止還不能測量或觀察到它，但是現在由諾丁漢大學領導的一個小組的新研究揭示了如何使用聲音粒子來實現這一點。該小組的研究成果今天發表在《物理評論快報》雜誌上。
盎魯效應表明，如果你以極快的速度飛過一個量子真空，這個真空看起來不再像真空：相反，它看起來像一個充滿粒子的空間。這種現象與黑洞的霍金輻射密切相關。
來自諾丁漢大學「黑洞實驗室」的一個研究小組與英屬哥倫比亞大學和維也納理工大學合作，他們的研究表明，不是研究粒子加速時突然可見的真空空間，你可以創建一個二維超冷原子云（玻色-愛因斯坦凝聚態），其中聲音粒子，聲子，在無聲的聲子真空中加速的觀察者可以聽到。這種聲音並不是由探測器發出的，而是因為加速度的緣故而聽到的（非加速探測器仍然什麼也聽不到）。
真空中充滿了粒子
愛因斯坦相對論的基本思想之一是：測量結果可以依賴於觀察者的運動狀態。鐘的滴答聲有多快？一個物體有多長？一束光的波長是多少？這個問題沒有普遍的答案，其結果是相對的——它取決於觀察者移動的速度。但是對於空間的某個區域是否是空的這個問題呢？難道兩位觀察家不應該至少觀點一致嗎？
事實並非如此，因為在一個觀察者看來是完全真空的東西，在另一個觀察者看來可能是粒子和輻射的湍流群。威廉姆·昂魯於1976年發現的昂魯效應說，對於一個強加速的觀察者來說，真空是有溫度的。這是由所謂的虛粒子引起的，虛粒子還會產生其他重要的效應，比如霍金輻射（它會導致黑洞蒸發）。
幾個月前，從諾丁漢大學到維也納工業大學原子研究所擔任ESQ研究員的塞巴斯蒂安博士解釋說：「直接觀察盎魯效應，就像威廉姆·昂魯描述的那樣，對我們今天來說是完全不可能的。」「你需要一個測量設備在一微秒內加速到幾乎光速，才能看到哪怕是微小的昂魯效應。」然而，還有另一種方法來了解這種奇怪的效應——使用所謂的量子模擬器。
量子模擬器
量子物理的許多定律是普遍適用的。它們可以出現在非常不同的系統中。人們可以用同樣的公式來解釋完全不同的量子系統，這意味著我們可以通過研究一個不同的量子系統來了解一個特定量子系統的一些重要信息。」
模擬一個系統對於理解黑洞特別有用，因為真正的黑洞實際上是不可接近的。相比之下，在實驗室裡就可以很容易地製造出模擬黑洞。這也適用於盎魯效應：如果原始版本不能被實際實踐證明，那麼另一個量子系統可以創建，以看到那種效應。
原子云和雷射束
就像粒子在真空中是一種「擾動」一樣，冷玻色-愛因斯坦凝聚態中也存在擾動——以波的形式傳播的微小不規則聲波。正如現在所顯示的那樣，這種不規則現象應該可以用特殊的雷射束探測到。使用特殊技巧，儘管與雷射相互作用，但玻色-愛因斯坦凝聚態受測量的影響很小。
如果移動雷射束，使照明點在玻色-愛因斯坦凝聚體上移動，這就相當於觀察者在真空中移動。如果引導雷射束在原子云上加速運動，那麼你應該能夠探測到靜止情況下看不到的幹擾——就像一個在真空中加速的觀察者會感知到靜止觀測者不存在的熱浴。
「直到現在，昂魯效應還是一個抽象的概念，」諾丁漢大學黑洞實驗室的負責人說，「許多人已經放棄了實驗驗證的希望。在量子模擬中加入粒子探測器的可能性，將為我們提供新的理論模型，否則無法通過實驗獲得」。
在諾丁漢大學使用超流氦進行實驗的初步計劃已經開始。這是可能的，但非常耗時，但這將是了解一種重要效應的絕佳方式，而此前人們認為這種效應實際上是無法觀察到的。