Μαύρες τρύπες:Ένα μοντέλο για τους υπεραγωγούς;
Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα φαινόμενο στο οποίο ορισμένα υλικά, όταν ψύχονται κάτω από μια ορισμένη θερμοκρασία, παρουσιάζουν μηδενική ηλεκτρική αντίσταση και εκδιώκουν μαγνητικά πεδία. Αυτό τους καθιστά ιδανικούς για χρήση σε διάφορες εφαρμογές, όπως υπεραγωγικούς μαγνήτες, μηχανές μαγνητικής τομογραφίας και επιταχυντές σωματιδίων.
Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν τους μικροσκοπικούς μηχανισμούς που δημιουργούν υπεραγωγιμότητα. Μία πιθανότητα είναι ότι η υπεραγωγιμότητα οφείλεται στον σχηματισμό ζευγών ηλεκτρονίων, γνωστών ως ζευγών Cooper. Τα ζεύγη Cooper μπορούν να σχηματιστούν όταν η θερμοκρασία μειώνεται κάτω από μια ορισμένη κρίσιμη θερμοκρασία και είναι υπεύθυνοι για την μηδενική ηλεκτρική αντίσταση και την απέλαση μαγνητικών πεδίων που είναι χαρακτηριστικά των υπεραγωγών.
Τα τελευταία χρόνια, υπήρξε αυξανόμενο ενδιαφέρον για το ενδεχόμενο οι μαύρες τρύπες να είναι σε θέση να παράσχουν ένα μοντέλο για τους υπεραγωγούς. Οι μαύρες τρύπες είναι περιοχές του χωροχρόνου με τέτοια έντονα βαρυτικά πεδία που τίποτα, ούτε καν ελαφρύ, μπορεί να ξεφύγει από αυτά. Ο ορίζοντας εκδήλωσης μιας μαύρης τρύπας είναι το όριο πέρα από το οποίο δεν μπορεί να ξεφύγει τίποτα.
Έχει προταθεί ότι ο ορίζοντας συμβάντος μιας μαύρης οπής μπορεί να είναι ανάλογος με το ζεύγος Cooper σε ένα υπεραγωγό. Ακριβώς όπως ο ορίζοντας συμβάντος μιας μαύρης οπής εμποδίζει οτιδήποτε διαφεύγει, το ζευγάρι Cooper εμποδίζει τα ηλεκτρόνια να διασκορπιστούν και να χάσουν την ενέργειά τους, πράγμα που προκαλεί την μηδενική ηλεκτρική αντίσταση των υπεραγωγών.
Αυτή η αναλογία μεταξύ των μαύρων οπών και των υπεραγωγών εξακολουθεί να βρίσκεται στα πρώτα στάδια της και υπάρχουν πολλά που δεν καταλαβαίνουμε. Ωστόσο, είναι μια συναρπαστική πιθανότητα που μπορεί τελικά να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση τόσο των μαύρων οπών όσο και της υπεραγωγιμότητας.
Εδώ είναι μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς οι μαύρες τρύπες μπορεί να είναι σε θέση να παρέχουν ένα μοντέλο για τους υπεραγωγούς:
* Ο ορίζοντας συμβάντος μιας μαύρης οπής είναι ανάλογος με το ζεύγος Cooper σε ένα υπεραγωγό. Ακριβώς όπως ο ορίζοντας συμβάντος μιας μαύρης οπής εμποδίζει οτιδήποτε διαφεύγει, το ζευγάρι Cooper εμποδίζει τα ηλεκτρόνια να διασκορπιστούν και να χάσουν την ενέργειά τους, πράγμα που προκαλεί την μηδενική ηλεκτρική αντίσταση των υπεραγωγών.
* Ο σχηματισμός μιας μαύρης οπής είναι ανάλογος με τον σχηματισμό ενός ζευγαριού cooper. Όταν σχηματίζεται μια μαύρη τρύπα, η ύλη καταρρέει κάτω από τη δική της βαρύτητα και δημιουργεί μια ιδιαιτερότητα. Αυτή η ιδιαιτερότητα είναι ανάλογη με το ζεύγος ηλεκτρονίων που σχηματίζει ένα ζευγάρι Cooper.
* Το βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης οπής είναι ανάλογο με το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός υπεραγωγού. Το βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης οπής είναι υπεύθυνο για τον ορίζοντα συμβάντος και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός υπεραγωγού είναι υπεύθυνος για το ζεύγος Cooper.
Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα για το πώς οι μαύρες τρύπες μπορεί να είναι σε θέση να παρέχουν ένα μοντέλο για τους υπεραγωγούς. Είναι ακόμα πρώτες μέρες, αλλά αυτή η αναλογία είναι μια πολλά υποσχόμενη οδός έρευνας που μπορεί τελικά να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση τόσο των μαύρων οπών όσο και της υπεραγωγιμότητας.
