الفضاء الفارغ ليس فارغًا كما يبدو. وفق نظرية الكم، يمتلئ الفراغ بجسيمات تُولد وتختفي باستمرار. في عام 1976، أظهر الفيزيائي ويليام أونروه أنه إذا تحرك راصد بتسارع، فإن هذا «الحساء الكمومي» يتحول بالنسبة له إلى حمام دافئ حقيقي — تأثير أونروه. لكن التسارعات المتاحة في المختبر صغيرة جدًا لدرجة لا يمكن معها ملاحظة أدنى ارتفاع في درجة الحرارة. لا توجد قياسات مباشرة حتى الآن.
العمل الجديد يقترح طريقًا ملتوية. بدلًا من تسريع الكاشف في الفضاء العادي، يستخدم المؤلفون نسخة «زمنية» من التأثير. ترتبط هذه النسخة بكيفية تشابك الحقول عديمة الكتلة بين مخاريط الضوء الماضية والمستقبلية. لكي يظهر هذا التأثير، نحتاج إلى كاشف يتغير تردده وفق قانون خاص — كما لو كان يتحرك في زمن منحنٍ. لتنفيذ ذلك، استُخدمت دائرة فائقة التوصيل تُسمى فلكسونيوم. وهي حلقة صغيرة من الألومنيوم على ركيزة سيليكون، مبرَّدة إلى ما يقارب الصفر المطلق. تنشأ فيها طبيعيًا حالتان أرضيتان شبه منحلّتين وحالة مثارة واحدة، مشكلة نظام Λ (ثلاثة مستويات، حيث تكون الانتقالات مسموحة بين المستوى الأعلى وكل من المستويين الأدنى، لكن ليس بين الأدنيين).
بالتحكم في التدفق المغناطيسي عبر الحلقة، يُغيَّر تردد الحالة المثارة أثناء التجربة نفسها — في الزمن الحقيقي، وليس عبر حركة متسارعة. وبهذا يراكم الكاشف طورًا هندسيًا (إزاحة تعتمد فقط على المسار المقطوع في فضاء البارامترات، وليس على سرعة الحركة). تُظهر الحسابات أنه خلال 530 نانوثانية، ينزاح عدد سكان الحالة الأرضية بنحو 10%. وهذا أوضح بألف مرة مما يمكن أن تقدمه الكواشف ثنائية المستوى السابقة.
هذه القفزة في الحساسية ليست مجرد حيلة تقنية. إنها تحول تأثير أونروه من فضول رياضي إلى شيء يمكن «لمسه» على الطاولة. إذا نجحت التجربة، ستكون هذه أول مرة يظهر فيها خاصية أساسية للفراغ الكمومي في دائرة من صنع الإنسان.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2607.24836
The Unruh effect predicts that an accelerating observer perceives the Minkowski vacuum as a thermal bath, yet direct detection remains experimentally inaccessible. Its timelike counterpart, arising from the entanglement of massless fields between the future and past light cones, offers a more feasible route but requires a detector whose transition frequency follows a specific conformal-time scaling. We propose and analyze a practical implementation of such a detector using superconducting fluxonium circuits, which naturally provide two quasi-degenerate ground states and a tunable excited state, forming an effective $$\Lambda$$-system. By modulating the excited-state transition frequency in Minkowski time, the detector accumulates a geometric phase associated with the timelike Unruh effect. Open-system simulations predict $$\sim 10\%$$ shift in the ground-state population within $$530$$ ns, representing a three-order-of-magnitude sensitivity enhancement over two-level Unruh-DeWitt detectors. These results establish a realistic quantum-circuit platform for experimentally probing the timelike Unruh effect and, more broadly, for testing fundamental nature of quantum fields using engineered quantum systems.
تأثير أونروه قريب من إشعاع هوكينغ (Hawking radiation). في كلتا الحالتين، يفصل أفق (تسارع أو ثقب أسود) الفضاء بحيث تتحول تموجات الفراغ إلى جسيمات حقيقية.
في رواية «تاو صفر» لبول أندرسون، تتسارع سفينة الفضاء بقوة كبيرة لدرجة أن الطاقم يرى إشعاع الخلفية الكونية ينزاح إلى الضوء المرئي — وهذا توضيح شعري لكيفية تغير إدراك الفراغ بالتسارع.