桌面声波黑洞发出霍金辐射

日期:2017-07-08 06:04:15 作者:子车锁顷 阅读:

作者:Lisa Grossman(图片来源:Jupe / Alamy)一个模型黑洞捕获声音而非光线,它被发射出量子粒子,被认为是理论霍金辐射的类似物这种效应可能是第一次基于实验室的黑洞以与真实黑洞相同的方式创造了霍金粒子当一颗恒星或其他巨大的物体坍塌时,黑洞是留下的超密集物质它们的引力是如此强烈,以至于没有任何东西,甚至是光线,都无法逃离它们的边缘 - 一个叫做事件视界的边界鉴于此,物理学家预计黑洞会是黑色的但是在1974年,剑桥大学的史蒂芬霍金预测他们应该发出微弱的粒子,现在被称为霍金辐射量子理论的一个奇怪之处在于,空间的真空不是真正的空洞,而是与成对的粒子和它们的反物质对应物发出的嘶嘶声通常,这些对彼此消灭并消失但如果一个人陷入黑洞的事件视界,另一个人可以自由逃脱,并像霍金辐射一样可以观察到现实生活中的黑洞发出的光芒太微弱而无法看到,为了证实霍金的预测,物理学家已经建造了模仿事件视界的人造黑洞 2010年,由米兰大学的Francesco Belgiorno领导的一个团队制作了一个模型黑洞,其地平线使用光纤电缆中的激光脉冲捕获光子该团队声称这产生了霍金辐射 - 但其他研究人员质疑它是否使用了与真正的黑洞视界相同的物理学量子力学流体应该能够模拟黑洞事件视界的精确物理学,尽管规模要小得多 2009年,海法以色列理工学院的Jeff Steinhauer及其同事使用玻色 - 爱因斯坦凝聚体(BECs)制造了这样一个模型黑洞,这是一种物质的量子态,其中一团超冷原子表现得像一个单一的原子现在,该团队声称他们的黑洞只产生了真正的黑洞预期的那种霍金辐射 “这告诉我们霍金的想法确实有效,”斯坦豪尔说 “黑洞应该真正产生霍金辐射”该团队使用一个激光器将BEC限制在一个狭窄的管子中,另一个激光器将一部分激光器加速到比声速更快的速度这种快速流动产生了两个视野:在流动变为超音速的点处的“外部”,以及在流动再次减速的地方的“内部”加拿大不列颠哥伦比亚大学的William Unruh表示霍金效应来自地平线上的量子噪声,他是最早提出基于流体的黑洞类似物的人之一视界创造了成对的声音或声子一个声子逃离地平线,另一个声音陷入其中单个声子太弱而无法观察,但黑洞内的声子在内外视野之间来回反弹,每次触发更多霍金声子的产生,就像激光放大光一样物理学家将这种效应称为黑洞激光 “霍金辐射呈指数增长,自我放大,”斯坦豪尔说 “这让我可以观察它,因为振幅已经增大”未来他希望改进他的探测器以感知来自单个地平线的辐射,这可以帮助确定声子对是否被纠缠 - 真正黑色的另一个预测特征可能会产生火热后果的洞 “这项工作确实令人印象深刻,”英国爱丁堡赫瑞瓦特大学的Daniele Faccio说,他是制造基于光纤的黑洞的团队虽然他坚持自己的工作是第一个表明霍金式效果可以衡量的作品,但他承认,它比斯坦豪尔的解释更开放 “这项工作确实提高了标准,我们现在看到,我认为这是公平的说法,这是与量子真空相关的霍金相关效应的第一个明确证据我认为这项工作真的是一个改变游戏规则的人“Unruh有点保留 “我不会说案件已被证实......但它可能是最接近任何人的,”他说 “当然很明显,黑洞与流动的BEC不同,并且表明在BEC中发生的效应并不能证明它会在黑洞中发生但是,它确实增加了我的信心数学和结果过于相似,只是巧合“期刊参考:自然物理学,DOI:10.1038 / nphys3104关于这些主题的更多信息: