
Hver gang du tager et skridt, gløder selve rummet med en blød varme.
Kaldes til Fulling–Davies–Unruh effekt (eller nogle gange bare Unruh-effekt, hvis du bliver presset på tid), denne uhyggelige glød af stråling, der kommer ud fra vakuumet, er beslægtet med det mystiske Hawking-stråling det menes at omgive sorte huller .
Kun i dette tilfælde er det et produkt af acceleration snarere end tyngdekraften.
Kan du ikke mærke det? Det er der en god grund til. Du bliver nødt til at bevæge dig med en umulig hastighed for at fornemme selv de svageste Unruh-stråler.
Indtil videre forbliver effekten et rent teoretisk fænomen, langt ud over vores evne til at måle. Men det kan snart ændre sig, efter en opdagelse fra forskere fra University of Waterloo i Canada og Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Ved at gå tilbage til det grundlæggende har de vist, at der kunne være en måde at stimulere Unruh-effekten på, så den kan studeres direkte under mindre ekstreme forhold.
I en uventet drejning kunne de også have afsløret hemmeligheden bag at gøre materien usynlig.
Den egentlige pris ville imidlertid være at bryde nye grunde i eksperimenter, der sigter mod at forene to kraftfulde, men uforenelige teorier inden for fysik – den ene, der beskriver, hvordan partikler opfører sig, den anden, der dækker rummets og tidens krumning.
'Teorien om generel relativitetsteori og teorien om kvantemekanik er i øjeblikket stadig lidt modstridende, men der skal være en forenende teori, der beskriver, hvordan tingene fungerer i universet,' siger matematiker Achim Kempf fra University of Waterloo.
'Vi har ledt efter en måde at forene disse to store teorier på, og dette arbejde er med til at rykke os tættere på ved at åbne muligheder for at teste nye teorier mod eksperimenter.'
Unruh-effekten sidder lige på grænsen af kvantelove og generel relativitet.
Ifølge kvantefysikken ville et atom, der sidder helt alene i et vakuum, skulle vente på, at en indkommende foton bølger gennem det elektromagnetiske felt og giver dets elektroner et puf, før det kunne betragte sig selv som oplyst.
Hvis vi overvejer relativitet, er der en måde at snyde på. Blot ved at accelerere kunne et atom opleve den mindste slingre i det omgivende elektromagnetiske felt som lavenergifotoner, transformeret af en slags Doppler-effekt.
Denne vekselvirkning mellem den relative oplevelse af bølger i et kvantefelt og bevægelsen af et atoms elektroner er afhængig af en fælles timing i deres frekvenser. Eventuelle kvanteeffekter, der ikke er afhængige af timing, ignoreres normalt, da de på papiret har en tendens til at balancere i det lange løb.
Sammen med kollegerne Vivishek Sudhir og Barbara Soda viste Kempf, at når et atom accelereres, bliver disse normalt ubetydelige forhold langt mere betydningsfulde og kan faktisk tage over som dominerende effekter.
Ved at kilde et atom på den helt rigtige måde, såsom ved at bruge en kraftig laser, viste de, at det er muligt at gøre brug af disse alternative interaktioner til at få bevægelige atomer til at opleve Unruh-effekten uden behov for store accelerationer.
Som en bonus fandt holdet også ud af, at givet den rigtige bane, kan et accelererende atom blive gennemsigtigt for indkommende lys, hvilket effektivt undertrykker dets evne til at absorbere eller udsende visse fotoner.
Bortset fra Sci-fi-applikationer, ved at identificere måder at påvirke et accelererende atoms evne til at engagere sig med krusninger i et vakuum, er det muligt, at vi måske kan finde på nye måder at finde ud af, hvor kvantefysik og generel relativitet viger for en ny teoretisk ramme .
'I over 40 år har eksperimenter været hindret af en manglende evne til at udforske grænsefladen mellem kvantemekanik og tyngdekraft,' siger Sudhir, en fysiker fra MIT.
'Vi har her en levedygtig mulighed for at udforske denne grænseflade i et laboratoriemiljø. Hvis vi kan finde ud af nogle af disse store spørgsmål, kan det ændre alt.'
Denne forskning blev offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve .