Что происходит с квантовым прибором у черной дыры? Гравитация искажает показания, но не законы
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Ученые поместили теоретическую модель сверхпроводящего квантового устройства — джозефсоновского перехода — в сильное гравитационное поле черной дыры. Результат неожиданный: локально квантовая физика не меняется, но удаленный наблюдатель видит иные величины. Об этом сообщает издание Phys.org.
В работе, опубликованной в Journal of High Energy Physics в 2026 году, физики исследовали, как гравитация влияет на измерения. Обычно в лаборатории используется единое время. Вблизи черной дыры часы идут медленнее, поэтому энергия, напряжение и частота зависят от того, кто измеряет — наблюдатель рядом или вдали.
Ключевой параметр — гравитационное красное смещение, обозначаемое α. Вдали от черной дыры α≈1, на горизонте событий стремится к нулю. Для джозефсоновского перехода это означает, что критический ток, измеренный на бесконечности, умножается на α, а мощность — на α². Чем глубже прибор в гравитационном поле, тем слабее его сигнал для далекого наблюдателя.
Интерференционные картины от вертикально расположенного СКВИДа (двух джозефсоновских переходов) смещаются не так, как можно ожидать. Гравитация в первом порядке по разности красного смещения не сдвигает положение лепестков, а лишь масштабирует амплитуду. Для радиочастотного возбуждения эффект проявляется через задержки распространения сигнала.
Вблизи горизонта событий эффекты становятся драматическими: прибор передает слабый ток и почти нулевую мощность. Однако авторы подчеркивают, что их модель — мысленный эксперимент в сильном поле, а не практическое предложение опустить оборудование в черную дыру.
На Земле дифференциальный эффект ничтожен: на расстоянии 1 метр красное смещение составляет примерно 1/10^16, что намного ниже шума современных джозефсоновских приборов. Реальная польза работы — в создании «словаря» для перевода локальных измерений в удаленные, что важно для прецизионной метрологии и аналоговых систем.
Главный вывод: джозефсоновский переход, будучи одним из ярких проявлений квантовой когерентности, сохраняет свои законы вблизи черной дыры. Гравитация лишь меняет способ, которым мы считываем показания.
