I november 2022 uppnådde ett forskarlag vid universitetet i Amsterdam ett landmärkeexperiment:de återskapade händelsehorisonten för ett svart hål i en kontrollerad laboratoriemiljö och upptäckte en svag glöd som påminner om Hawking-strålning. Studien, publicerad i Physical Review Research under titeln "Thermalization by a syntetisk horizon," visar att den exotiska fysiken i en kosmisk händelsehorisont kan simuleras på jorden.
Ledande forskare LotteMertens och kollegor arrangerade en enkelfilskedja av atomer och finjusterade sannolikheten för elektronhoppning mellan dem. Genom att justera denna tunnlingshastighet skapade de en skarp övergång i kedjan som fungerar som en händelsehorisont – en gräns bortom vilken excitationer inte kan fly. När ett segment av kedjan flyttades över denna gräns, observerade teamet en mätbar temperaturökning och framför allt en subtil ökning av emitterad strålning.
StephenHawkings 1974 förutsägelse av partikelemission vid en svarthålshorisont – nu kallad Hawking-strålning – härrör från kvantfältsfluktuationer nära händelsehorisonten. I Amsterdam-experimentet producerade den syntetiska horisonten ett sken som speglar den termiska strålningen som förväntas från ett sant svart hål, vilket ger konkreta bevis för Hawkings teori i en bordsmiljö.
Svarta hål sitter i skärningspunkten mellan Einsteins allmänna relativitetsteori och kvantmekanik. Att observera Hawking-liknande strålning i ett laboratorium överbryggar gapet mellan dessa två pelare, och erbjuder en ny väg att testa kvantgravitationskoncept och söka efter en enhetlig teori om allt.
Medan det närmaste kända svarta hålet, GaiaBH1, ligger cirka 1 500 ljusår bort, och den första bilden någonsin av ett svart hål togs först 2019, visar detta experiment att vi kan studera händelsehorisontens fysik utan att bege oss ut i rymden. Det öppnar dörren till ytterligare experimentella tester av några av universums djupaste mysterier.
Fotokredit:ValentinaKalashnikova/Shutterstock; Bildkredit:NazariiNeshcherenskyi/Shutterstock
