Ученые предложили новый метод обнаружения эффекта Унру

Циркулирующая пара флуксон-антифлуксон в связанных кольцевых джозефсоновских переходах действует как детектор. Пара распадается из-за флуктуаций, вызванных эффектом Унру, и результирующее событие наблюдается как скачок напряжения. Авторы: Харуна Катаяма и Нориюки Хатакенака, Университет Хиросимы

Исследователи из Университета Хиросимы разработали реалистичный и высокочувствительный метод обнаружения эффекта Унру — давно предсказанного явления на стыке теории относительности и квантовой теории. Их новаторский подход открывает новые возможности для изучения фундаментальной физики и разработки передовых технологий.

Эффект Фуллинга-Дэвиса-Унру, или просто эффект Унру, представляет собой поразительное теоретическое предсказание на глубоком пересечении теории относительности Эйнштейна и квантовой теории.

«В квантовой теории даже вакуум кишит крошечными энергетическими флуктуациями, где частицы и античастицы ненадолго появляются и исчезают. Примечательно, что эффект Унру показывает, как воспринимаются эти "вакуумные ряби" зависит от движения наблюдателя. Неподвижный наблюдатель ничего не видит, но наблюдатель, движущийся с ускорением, воспринимает их как реальные частицы с тепловым распределением энергии — "квантовое тепло"», — сказал Нориюки Хатакенака, почетный профессор Университета Хиросимы.

Экспериментальная проверка эффекта Унру долгое время оставалась значительной проблемой в фундаментальной физике из-за необходимости чрезвычайно больших ускорений — порядка 10²⁰ м/с².

Японские исследователи предложили перспективный подход для наблюдения эффекта Унру с использованием кругового движения метастабильных пар флуксон-антифлуксон в связанных кольцевых джозефсоновских переходах. Достижения в области сверхпроводящей микрообработки позволяют создавать схемы с чрезвычайно малыми радиусами, обеспечивая чрезвычайно высокие эффективные ускорения и создавая температуру Унру в несколько кельвинов — достаточно высокую для экспериментального обнаружения с помощью современных технологий.

«Мы предложили реалистичный, высокочувствительный и однозначный метод обнаружения неуловимого эффекта Унру. Наша система предлагает четкий путь для экспериментального наблюдения этого "фантомного тепла" ускорения впервые», — сказала Харуна Катаяма.

В их инновационной установке «квантовое тепло», индуцированное круговым ускорением, вызывает флуктуации, которые запускают разделение метастабильных пар флуксон-антифлуксон. Это событие разделения проявляется как четкий макроскопический скачок напряжения в сверхпроводящей цепи, служащий легко измеримым сигналом.

Статистический анализ распределения этих скачков напряжения позволяет исследователям точно измерить температуру Унру с высокой точностью. Разработка открывает перспективы для создания передовых квантовых сенсорных технологий и углубления понимания природы пространства-времени и квантовой реальности.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters 23 июля 2025 года.