Međunarodni tim je u fotonskom kristalnom vlaknu stvorio veštački događajni horizont i u laboratoriji registrovao Hawking‑sličnu radijaciju i prvi eksperimentalni povratni udar izvora. Zabeležen je ultraljubičasti signal od oko 233 nm, u skladu s teorijom, dok je pump puls pokazao očekivanu asimetriju. Rezultati ukazuju da radijacija ostaje termalna čak i u trans‑plankovskom režimu i otvaraju put ka ispitivanju jačih kvantnih efekata poput isprepletenosti.
Laboratorijski Model Crne Rupe U Optičkom Vlaknu: Detektovana Hawking‑slična Radijacija i Prvi Eksperimentalni Recoil
Photo Credit: Getty Images
Fizičari su u fotonskom kristalnom vlaknu stvorili veštački događajni horizont pomoću precizno tempiranih laserskih pulsova i u laboratoriji zabeležili dve povezane pojave koje podsećaju na svojstva crnih rupa: Hawking‑sličnu radijaciju i prvi eksperimentalni povratni udar (recoil) izvora te radijacije.
Kako je eksperiment izveden
U studiji objavljenoj 1. jula u časopisu Nature, međunarodni tim istraživača upotrebio je intenzivan "pump" puls koji se kreće kroz fotonsko kristalno vlakno i stvara putujuću smetnju u staklu. Slabiji "probe" puls nije mogao da pređe tu smetnju, pa se granica ponašala kao veštački događajni horizont—analog pravom horizontu crne rupe.
Šta su zabeležili
Tim je registrovao jasnu ultraljubičastu emisiju sa talasnom dužinom oko 233 nm (približno 0,0000092 inča), rezultat koji je u skladu sa teorijskim predviđanjima za analog Hawkingove radijacije. Pored toga, pump puls je pokazao očekivanu asimetriju u svom ponašanju — signal koji ukazuje na blagi povratni udar izvora nakon emisije radijacije.
Ulf Leonhardt (Weizmann Institute of Science): "Brojali smo fotone u ultraljubičastom opsegu koji odgovaraju Hawkingovim partnerima iza horizonta. Imaju talasnu dužinu oko 233 nm. To je bio naš signal."
Zašto je ovo važno
Prava Hawkingova radijacija nikada nije direktno detektovana kod stvarnih crnih rupa — u svemiru je najverovatnije prejaka ili previše slaba da bismo je trenutno registrovali. Laboratorijski analogi kao ovaj omogućavaju kontrolisano ispitivanje mehanizama koji kombinuju kvantnu fiziku, opštu relativnost i termodinamiku.
Eksperiment takođe doprinosi raspravi o trans‑plankovskom problemu: matematički izvori Hawkingove radijacije vode do veoma malih skala gde standardna fizika može da zakaže. U ovom eksperimentu, uprkos prelasku u taj režim, emitovana radijacija je zadržala termalni spektar koji teorija predviđa.
Zaključci i naredni koraci
Autori zaključuju da je emisija proistekla iz direktne optičke interakcije u sistemu, a ne iz komplikovanih sporednih procesa. Sledeći cilj tima je da „pređu“ u kvantni režim i potraže izražene kvantne efekte, poput višestruke isprepletenosti (entanglement), čime bi laboratorijski modeli bili još bliži neobičnim predviđanjima Stephena Hawkinga.
Ovo istraživanje ne samo da osvetljava fundamentalna pitanja u teorijskoj fizici, već može imati i praktične implikacije za fotoniku, precizna merenja i kvantnu tehnologiju.
Pomozite nam da budemo bolji.
