Группа международных физиков смогла смоделировать аналог черной дыры в лабораторных условиях и впервые зафиксировала характерное свечение этой системы, напоминающее гипотетическое излучение Хокинга. Это открытие стало существенным шагом к пониманию фундаментальных противоречий между общей теорией относительности и квантовой механикой.
Об этом сообщает ProIT
Лабораторный эксперимент: искусственный горизонт событий
Вместо гравитации исследователи использовали принципы физики конденсированных сред, построив одномерную цепочку атомов. В этой системе электроны имели возможность перескакивать с одной позиции на другую, но, благодаря точной настройке энергетических барьеров между атомами, была создана граница — аналог горизонта событий черной дыры. Такая точка в цепочке делала невозможным дальнейшее движение электронов, имитируя точку невозврата в настоящей черной дыре.
«Эта граница фактически стала аналогом горизонта событий черной дыры — точки невозврата, которая блокировала волновую природу электронов и не позволяла им двигаться дальше».
В момент формирования такого искусственного горизонта событий ученые зафиксировали повышение температуры в цепочке атомов, что стало эквивалентом теплового излучения. Это свечение полностью соответствовало теоретическим прогнозам для излучения Хокинга, которое предполагает возникновение энергии на горизонте событий из-за квантовых флуктуаций. Особенностью явления стало то, что тепловой эффект возникал лишь тогда, когда часть цепочки находилась по разные стороны от созданной границы, что подтверждает ключевую роль квантовой запутанности в этом процессе.
Значение для будущих исследований
Исследователи также обнаружили, что полученное излучение является чисто тепловым лишь при определенных условиях, в частности когда симуляция имитировала «плоское» пространство-время без мощного гравитационного искажения. Это намекает на возможную сложность и многогранность излучения настоящих черных дыр, где действует экстремальная гравитация. Хотя результаты эксперимента не решают окончательно проблемы объединения квантовой физики и гравитации, они открывают новые пути для исследований в этой области. Смоделированная система настолько универсальна, что ее можно воспроизвести в различных лабораториях, что предоставляет исследователям уникальную возможность изучать взаимосвязь между гравитацией, квантовой механикой и термодинамикой без необходимости наблюдать настоящие черные дыры в космосе.