Wie forsche ich möglichst realitätsgetreu an den Eigenschaften eines schwarzen Lochs?
- Diese Frage haben sich die Wissenschaftler von der Universität Nottingham gestellt. Sie erstellten ein cooles
Modell, welches wie ein schwarzes Loch fungiert.
In ihrer Studie vom 20. März 2024 kamen die Forscher so zu neuen Erkenntnissen in der Welt der Quantenwissenschaft. Es ist der erste riesige Quantenwirbel in einem Labor, der uns verstehen lassen soll, wie sich schwarze Löcher im Weltall verhalten und mit ihrer Umgebung interagieren.
Cooler
Wirbel sorgt für neue Erkenntnisse
Keine Sorge, dieser Artikel hat nicht den Anspruch, euch die Quantenphysik zu erklären und ihr müsst sie auch nicht verstehen. Vielmehr geht es um ein spannendes Experiment und Wissenschaftler, die trickreich versuchen, unsere Welt zu verstehen.
Zurück zur Frage: Wie forscht man also am besten gefahrenfrei an einem schwarzen Loch? Dazu hatten die Forscher bereits 2017 eine Idee:
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Sie erzeugten im Wasser sogenannte Quantenwirbel
, welche rund um schwarze Löcher entsteht und so eine greifbare Modell-Visualisierung nachahmt. Dieses Modell scheinen die Wissenschaftler jetzt weiterentwickelt zu haben.
Quantenwirbel: In einfachen Worten ausgedrückt sind Quantenwirbel kleine Tornados
in der Quantenwelt, die spezielle Verhaltensweisen von Materie auf mikroskopischer Ebene beeinflussen können. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Erforschung neuer Zustände von Materie.
Das ist neu: Statt Wasser verwendet ihr neuestes Modell jetzt superfluides Helium. Das bedeutet, dass Helium auf minus 271 Grad Celsius abgekühlt wird. So schreibt die Universität Nottingham:
Wissenschaftler haben zum ersten Mal einen riesigen Quantenwirbel geschaffen, der ein schwarzes Loch in supraflüssigem Helium nachahmt und es ihnen ermöglicht hat, genauer zu sehen, wie sich analoge schwarze Löcher verhalten und mit ihrer Umgebung interagieren.
Das Ergebnis: Laut der Universität Nottingham ergaben die Erkenntnisse des Experiments eine Basis für zukünftige Forschungen. Zitat:
Die Forscher entdeckten faszinierende Parallelen zwischen der Wirbelströmung und dem Gravitationseinfluss von Schwarzen Löchern auf die umgebende Raumzeit. Diese Errungenschaft eröffnet neue Möglichkeiten für Simulationen von Quantenfeldtheorien bei endlicher Temperatur im komplexen Bereich gekrümmter Raumzeiten.
Weniger Bahnhof: Die Forschenden können also dank des superkalten Heliums Erklärungen finden, warum bestimmte Phänomene rund um schwarze Löcher auftreten, ohne sich selbst oder Forschungssatelliten der Gefahr eines echten schwarzen Lochs aussetzen zu müssen.
Wozu dient die Quantenforschung? Grundsätzlich zielt diese Forschung darauf ab, Phänomene zu erklären, wodurch bestimmte Wechselwirkungen oder Zustände bei Materie auftreten.
Eine zukünftige Anwendung: Vereinfacht formuliert nützt uns jede Erkenntnis aus dem Bereich der Quantenebene beispielsweise bei der Entwicklung von neuen Technologien wie einem Quantencomputer. Solche Quantencomputer besitzen potenziell eine deutlich höhere Rechenleistung als unsere bisherigen Computer.
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