Джефф Штайнхауэр

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Джефф Штайнхауэр

ג'ף סטיינהאור
419741.jpg






Научная сфера
Атомная физика








Арабо-еврейская семья Штайнхауэра.

Джефф Штайнхауэр (Джефф Штенхауэр, англ. Jeff Steinhauer, ивр. ג'ף סטיינהאור) — израильский физик, профессор, специалист в области атомной и молекулярной физики, руководитель Лаборатории атомной физики в Израильском технологическим институте Технион[1][2].

Биография[править]

Окончил Калифорнийский университет в Беркли. Постдок по атомной физике проходил в Институте Вейцмана.

В 2009 году создал гидродинамический аналог чёрной дыры.

С 2013 года возглавляет лабораторию атомной физики в Технионе.

В 2014 году имитировал излучение Хокинга.

В августе 2016 года создал квантовый аналог чёрной дыры, наблюдал её испарение (так называемый «эффект Хокинга»), а также впервые обнаружил квантовую запутанность (явление, при котором квантовые состояния частиц, разнесенных друг от друга, не могут быть описаны взаимонезависимо) между парой частиц, одна из которых упала на объект, а другая удалилась от него. Результаты этих исследований Штайнхауэр опубликовал в «Nature Physics». Полученные данные согласуются с данными численного моделирования. Например, температура излучения соответствует предсказываемому Хокингом спектру.

В эксперименте Штайнхауэра был создан лабораторный аналог чёрной дыры — область сверхзвукового движения в ультрахолодном конденсате Бозе-Эйнштейна. Данный участок пространства, движущийся с постоянной скоростью, играл роль, аналогичную горизонту событий в чёрной дыре. В качестве материи конденсата израильский физик применил атомы рубидия, охлажденные до менее чем одной миллиардной доли градуса выше абсолютного нуля. При таких температурах вещество ведёт себя коллективным образом как одна большая частица.

При помощи лазера Штайнхауэр принудил квантовую жидкость течь быстрее скорости звука и наблюдал экспоненциальный рост стоячей волны, возникший из-за интерференции между аналогами частиц с отрицательной и положительной энергиями в результате излучения Хокинга, которое предполагает испарение чёрной дыры из-за квантовых флуктуаций, связанных с образованием пар виртуальных частиц; одна частица из такой пары улетает от чёрной дыры, а другая — с отрицательной энергией — падает в неё.

Уверяет, что наблюдал «испарение чёрной дыры»[3].

В мае 2019 года израильским учёным под руководством Джеффа Штейнхауэра удалось доказать выдвинутую в 1974 году теорию Стивена Хокинга, согласно которой, чёрные дыры могут испускать тепловое излучение (упрощенное объяснение эффекта гласит, что существуют пары частиц, одна из которых проваливается за горизонт событий, но другая улетает):

Израильским ученым под руководством Джеффа Штейнхауэра удалось доказать теорию знаменитого физика. Для этого в лабораторных условиях был создан «акустический аналог» черной дыры, который представляет собой разделенный на две зоны бозе-конденсат холодных атомов рубидия. В одной из зон атомы двигались с дозвуковой, в другой — со сверхзвуковой скоростью. Граница между областями выступила в роли горизонта событий, аналогами фотонов стали кванты звука фононы. Таким образом была создана «глухая» черная дыра и попавшие в «сверхзвуковую» область звуковые волны больше не покидали ее.
Исследователи обнаружили, что рождающиеся у горизонта событий пары фононов разрываются, формируя характерную картину корреляций. Их измерение показало, что излучение аналоговой черной дыры похоже на излучение Хокинга[4].

Стоит отметить, что в начале этого года другая группа израильских физиков из Института Вейцмана под руководством Ульфа Леонхардта создала свой аналог чёрной дыры, где в качестве базы для горизонта событий использовались технологии оптоволокна. Тогда учёные посчитали аналогичный наблюдаемый результат статистической аномалией. Но эксперимент Штейнхауэра показал, что это не так. Выясняется, что один фотон может выбрасываеться в гипотетическое пространство, а другой поглощаться гипотетической чёрной дырой[5].

В феврале 2021 года СМИ сообщили, что учёные Техниона создали в лабораторных условиях звуковой аналог чёрной дыры, подтвердив существование устойчивого излучения Хокинга. Чёрная дыра, созданная Штайнхауэром и его коллегами, состояла из 800 атомов рубидия и имела длину около 0,1 мм. Атомы двигались быстрее скорости звука, поэтому звуковые волны не могли покинуть пределы объекта. Снаружи «горизонта событий» газ протекал медленно, поэтому звуковые волны могли свободно перемещаться[6][7].

Семья[править]

Женат на мусульманке, с которой имеет минимум 1 дочь. Они были вынуждены жениться на Кипре из-за популистского израильского законодательства[8].

См. также[править]

Труды[править]

  • Steinhauer, J. Observation of self-amplifying Hawking radiation in an analogue black-hole laser. Nature Phys. 10, 864–869 (2014).
  • Steinhauer, J. Observation of quantum Hawking radiation and its entanglement in an analogue black hole. Nature Phys. (2016).

Примечания[править]