Lab-Grown Black Hole Demonstrerar Quantum Entanglement

Jeff Steinhauer, en experimentell fysiker vid Technion-Israel Institute of Technology i Haifa, skapade ett svart hål i sitt laboratorium.

Visst, det var inte en Sann svart hål - det slukade ljudvågor istället för att suga i all materia kring det och förstöra jorden - men det representerar första gången forskare har observerat en speciell typ av strålning som teoretiserades av Stephen Hawking för 42 år sedan. Om Steinhauer kan bevisa att hans soniska svarta hål ger en nära nog analogi med den verkliga affären, skulle detta vara ett enormt ögonblick i vår förståelse för det fysiska universum.

Svarta hål är notoriskt svårt att observera i det verkliga livet. Men Steinhauer tror att han har hittat det näst bästa. Det är ett svart hål i modellen som äter upp ljud, istället för ljus. Det använder sig av rubidiumatomer superkylda till knappt över absolut noll, och accelererar dem till en hastighet utöver vad ljudet kan resa igenom. Detta skapar en slags händelsehorisont, en punkt-of-no-return förbi vilket ljud inte kan existera.

För årtionden sedan Hawking theorized att svarta hål inte är riktigt svarta - de skulle avge en mycket svag strålning som materia-antimatterpar fotoner blir fastna på motsatta sidor av händelsehorisonten. I Steinhauers experiment är den analoga till Hawking-strålningen gjord med fononer, vilka är diskreta enheter av kvantmekaniskt ljud. Och enligt resultat publicerade i Naturfysik, han har kunnat mäta denna soniska strålning genom att fånga korrelationer av fononer på vardera sidan av horisonten.

Många i fysikgemenskapen är försiktigt optimistiska för nyheterna. Vissa kräver oberoende verifiering att Steinhauers försök verkligen visade den kvantangrepp som förutsetts av Hawking.

"Stora resultat behöver solid bevis", säger Bill Unruh, en fysiker med University of British Columbia New Scientist. Unruh var bland de första som teoretisera att svarta hålanaloger kunde byggas i laboratorier och att de också skulle visa en slags Hawking-strålning. "Jag anser i alla fall som ett mycket vackert experiment, en som folk har tänkt på att göra i 10 år nu, men han är den första som gör det. Att han har sett korrelationerna av utsläpp från horisonten, oavsett om de är intrasslade eller inte, är en riktig kupp."

Om bekräftat skulle upptäckten vara "en triumf för Hawking, kanske i samma mening att den förväntade upptäckten av Higgs boson var en triumf för Higgs och företag", säger Leonard Susskind, en teoretisk fysiker i Stanford Natur.