Sonic Hawking radiation from a balckhole laser
Karadelik lazerinden sonic Hawking ışınımı
- Tez No: 507669
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR OKTEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
“Hawking ışınımı”ya da“karadelik buharlaşması”olarak da bilinen karade- likten kuantum termal ışınımı, kuantum alanları karadeliğin bükülmüş uzay- zaman ufuğunda incelediğimizde ortaya çıkmaktadır. Işınım sıcaklığı mikro- dalga fon (arka plan) ışınımından oldukça düşük olduğundan deneysel olarak bu ışınımı gerçek bir karadelikten tespit etmek neredeyse imkansızdır. Ancak 1981'de Unruh; herhangi bir yakınsak akışkan akışında, ses dal- galarının yayılmasıyla kuantum alanın çekimsel alanda yayılması arasında bir benzetim göstermiştir. Eğer fon akışkanı ses hızından daha yüksek bir hıza hı- zlandırılırsa, bunun ses dalgaları için bir ufuk (geri dönüşün olmadığı nokta) oluşturduğunu göstermiştir. Bu da sonik karadeliktir. Bu ufuk, karadeliklerin termal ışınımıyla benzer fonon bazında termal ışınım yayar (Analogue Hawking Radiation - AHR). Base-Einstein yoğuşukları (BEC) çok düşük ısıları nedeniyle fonda yayılan fonon modları için sonik bir ufuğa neden olan fon akışkanı olarak kullanılabilir. 2014'te Steinhauer, hızlandırılmış bir BEC'in gerçekleştirilmesinden kendini güçlendiren Hawking ışınımının gözlemlendiğini bildirmiştir. AHR'nin deney- sel işaretleri yoğunluk-yoğunluk korelasyon fonksiyonlarında yoğuşuk ortalama yoğunluğunun ve karakteristik bir desenin giderek artan titreşimidir. Bununla birlikte, önceki bahsedilen salınımlar, klasik ortalama alan yoğunluğunun di- namik kararsızlıklarından kaynaklanabilir. Bu çalışmada, BEC için sadece ortalama alan Gross-Pitaevskii denklemi v vi (GPE) kullanılarak, AHR olmaksızın, ortalama alandaki yoğunluk modülasy- onlarının deneysel sonuçlarını yeniden üretebildik. Ayrıca, Kesikli Wigner yak- laşımı (Truncated Wigner Approximation - TWA) kullanılarak deneyle nitel anlaşmada olan yoğunluk-yoğunluk korelasyon fonksiyonunu incelemek için kuantum dalgalanmasını da ekledik. Son olarak, daha önce Yoğuşmalı On- sager ölçütünü kullanarak yoğunlaştırılmamış atomlardan yoğunlaşmayı ayırt etmek için tek kütleli yoğunluk matrisini (One Body Density Matrix - OBDM) hesapladık ve literatüre ortalama yoğunluk salınımlarının kuantum alanı veya ortalama alanının çıkış noktası ile ilgili katkıda bulunabiliyoruz.
Özet (Çeviri)
The quantum thermal radiation from a black hole (BH) known as“Hawking Radiation”or“Black Hole Evaporation”results from studying quantum fields in the curved space-time of the horizon of a BH. Experimentally, the radiation is difficult if not impossible to be detected from a real black hole with a mass much higher than that of our sun, since the Radiation temperature is substan- tially below that of microwave background radiation. However, in 1981 Unruh showed an analogy between the propagation of sound waves in any convergent fluid flow and that of the quantum field in a gravitational field. He showed that if the background fluid is accelerated to higher than the speed of sound then it can develop a horizon (point of no re- turn) for the sound waves. This is the so-called the sonic BH. This horizon will emit thermal radiation in terms of sound wave quanta (phonons) in an analogy to the thermal radiation of black holes (Analogue Hawking Radiation) (AHR). Bose-Einstein Condensates (BECs) can be used as a background fluid develop- ing a sonic horizon for the phonon modes propagating through its background due to the very low temperature of the BEC. Recently in 2014, Steinhauer has reported the observation of self-Amplifying Hawking radiation from the realization of an accelerated BEC. The experiment reported an exponentially growing signal of modes trapped between a BH and white hole (WH) horizon, where the white hole is the point where sound cannot enter. Experimental signatures of AHR are a growing oscillating perturbation of the condensate mean density and a characteristic pattern in density-density correlation functions. However, the former mentioned oscillations may result from the dynamical instabilities of the classical mean field density. iii iv In this work, we were able to reproduce the experimental results of density modulations in the mean field, and thus without AHR, using only the mean field Gross-Pitaevskii equation (GPE) for the BEC. Furthermore, we include the quantum fluctuation to study the density-density correlation function that is in qualitative agreement with the experiment using the truncated Wigner ap- proximation (TWA). Finally, we then calculate the One Body Density Matrix (OBDM) to distinguish condensed from non-condensed atoms using the Penrose Onsager criterion. We are able to contribute to a discussion in the literature re- garding the quantum field or mean field origin of the mean density oscillations in the experiment.
Benzer Tezler
- Helikopter ana rotor uç geometrisinin aeroakustik açıdan optimizasyonu ve rotor hareketlerinin aeroakustik etkilerinin incelenmesi
Aeroacustical optimization of helicopter main rotor tip geometry and investigation of aeroacustic effects of rotor movements
TUĞRUL TEOMAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Transonik kavite akışının aeroakustik incelemesi
Aeroacustic investigation of transonic cavity flow
HAYDAR İREY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER
- The application of lean marketing for growth-hacking: Implementation of IMC strategies for start-up businesses
Growth hacking için yalın pazarlamanın uygulanması: Başlangıç aşamasındaki işletmeler için bütünleşik pazarlama iletişim stratejilerinin uygulanması
DUYGU HALİFEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İletişim BilimleriYeditepe ÜniversitesiBilişim Sistemleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK SAĞLIK ÖZÇAM
- Performance analysis of ethical hacking tools and its approaches
Başlık çevirisi yok
MUHAMMAD RABNAWAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÜsküdar ÜniversitesiSiber Güvenlik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURHAN PEKTAŞ