W 2022 roku zespół fizyków z Uniwersytetu w Amsterdamie, pod przewodnictwem Lotte Mertens, podjął się niezwykłego eksperymentu. Używając jednowymiarowego łańcucha atomów, symulowali horyzont zdarzeń czarnej dziury. To podejście pozwoliło na obserwację zjawiska analogicznego do promieniowania Hawkinga – teoretycznego rodzaju promieniowania, które mogłoby być emitowane przez prawdziwe czarne dziury.

Czarne dziury to jedne z najbardziej niezwykłych i ekstremalnych obiektów we wszechświecie. Są tak gęste, że nic, nawet światło, nie jest w stanie się od nich uwolnić, jeśli tylko znajdzie się wystarczająco blisko ich centrum masy, w obszarze znanym jako horyzont zdarzeń.

W 1974 roku Stephen Hawking zaproponował, że zakłócenia w kwantowych fluktuacjach spowodowane przez horyzont zdarzeń mogą generować rodzaj promieniowania podobnego do promieniowania termicznego. Choć prawdziwe promieniowanie Hawkinga jest zbyt słabe, abyśmy mogli je wykryć, symulacje laboratoryjne takie jak te prowadzone przez zespół Mertens oferują możliwość badania jego właściwości.

Eksperyment polegał na dostosowaniu łatwości, z jaką elektrony mogą „przeskakiwać” z jednej pozycji na drugą w łańcuchu atomów, co efektywnie tworzyło rodzaj horyzontu zdarzeń. Zjawisko to spowodowało wzrost temperatury, co odpowiadało teoretycznym oczekiwaniom dla analogicznych układów czarnych dziur. Co więcej, wyniki sugerują, że splątanie cząstek znajdujących się na granicy horyzontu zdarzeń odgrywa kluczową rolę w generowaniu promieniowania Hawkinga.

Odkrycia te otwierają nowe możliwości badawcze fundamentalnych aspektów mechaniki kwantowej w połączeniu z grawitacją i zakrzywionymi przestrzeniami czasoprzestrzennymi w różnych ustawieniach materii skondensowanej. To nie tylko krok milowy w dążeniu do zjednoczenia ogólnej teorii względności z mechaniką kwantową, ale także szansa na głębsze zrozumienie najbardziej tajemniczych obiektów we wszechświecie.

Źródło: Science Alert