Вихрь чёрной дыры сдвигает квантовый ритм экспресс
Вращающаяся чёрная дыра увлекает пространство-время, как ложка закручивает густой мёд. Этот вихрь — проявление искривлённого пространства. Но главное: он способен изменить квантовый ритм материи, даже там, где нет никаких сил.
Виной тому эффект, открытый Якиром Аароновым и Дэвидом Бомом: «волновой ритм» квантовой частицы (его называют фазой) может сдвигаться под влиянием невидимого поля. Учёные применили эту идею к парам электронов — главным носителям сверхпроводимости. Вблизи сверхмассивной чёрной дыры (как Стрелец А* в центре Галактики) сдвиг фазы достигает 10²⁴ радиан. Для сравнения: полный оборот стрелки часов — всего около 6 радиан, а здесь сдвиг эквивалентен миллиардам оборотов.
Проверить напрямую пока нельзя, но тот же эффект, только гораздо слабее, уже ловят в земных экспериментах: там пространство закручивает вращение нашей планеты.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.20337
The unification of quantum mechanics and general relativity remains among the most profound challenges in fundamental physics. Here we investigate a novel quantum probe of strong-field gravity: the gravitomagnetic Aharonov-Bohm (AB) effect for Cooper pairs propagating in Kerr spacetime. The frame-dragging induced by a rotating black hole (BH) generates an effective vector potential through the off-diagonal metric component $$g_{t\phi}$$, which couples to the macroscopic phase of the superconducting condensate. We derive the gauge-invariant AB phase shift $$\Delta\theta = (4\pi m^* Ma/\hbar)(1/r_2 - 1/r_1)$$ for an interferometer with arms at radii $$r_1$$ and $$r_2$$, where $$m^* = 2m_e$$ is the Cooper pair mass and $$a$$ is the BH spin parameter. Remarkably, the predicted phases reach $$|\Delta\theta| \sim 10^{24}$$ radians for Sgr~A* and $$\sim 10^{27}$$ radians for M87*, reflecting the enormous gravitomagnetic flux near supermassive BHs. We analyze the dependence on interferometer geometry, demonstrate that tidal disruption of Cooper pairs is negligible at distances $$r \gtrsim 10\,r_s$$, and establish connections to the geometric Berry phase. Although direct experimental realization remains beyond current technology due to the vast distances involved, our framework provides quantitative predictions linking quantum coherence to spacetime curvature, complementing recent observations of gravitational AB phases in atom interferometry.
Этот сдвиг настолько велик, что соответствовал бы 10²³ полным оборотам — в триллионы раз больше числа звёзд в нашей Галактике.
В фильме «Интерстеллар» герои видели, как чёрная дыра Гаргантюа закручивает само пространство.