Sintetički analog crne rupe mogao bi nam reći ponešto o neuhvatljivom zračenju koje teoretski emituje stvarna stvar.
Koristeći lanac atoma u jednoj datoteci za simulaciju horizonta događaja crne rupe, tim fizičara je primetio ekvivalent onoga što zovemo Hokingovo zračenje – čestice nastale usled poremećaja u kvantnim fluktuacijama izazvanim prekidom crne rupe u prostor-vremenu.
Ovo bi, kažu, moglo da pomogne da se razreši napetost između dva trenutno nepomirljiva okvira za opisivanje Univerzuma: opšte teorije relativnosti, koja opisuje ponašanje gravitacije kao neprekidnog polja poznatog kao prostor-vreme; i kvantnu mehaniku, koja opisuje ponašanje diskretnih čestica koristeći matematiku verovatnoće.
Za jedinstvenu teoriju kvantne gravitacije koja se može primeniti univerzalno, ove dve teorije koje se ne mešaju treba da nađu način da se nekako slažu.
Ovde se pojavljuju crne rupe – verovatno najčudniji, najekstremniji objekti u Univerzumu. Ovi masivni objekti su tako neverovatno gusti da, na određenoj udaljenosti od centra mase crne rupe, nijedna brzina u Univerzumu nije dovoljna za beg. Čak ni brzina svetlosti.
To rastojanje, koje varira u zavisnosti od mase crne rupe, naziva se horizont događaja. Kada objekat pređe svoju granicu, možemo samo da zamislimo šta se dešava, pošto se ništa ne vraća sa vitalnim informacijama o njegovoj sudbini.
Ali 1974. Stiven Hoking je predložio da prekidi kvantnih fluktuacija izazvanih horizontom događaja dovode do vrste zračenja veoma sličnog toplotnom zračenju.
Ako ovo Hokingovo zračenje postoji, previše je slabo da bismo ga mogli otkriti. Moguće je da ga nikada nećemo izdvojiti iz šištave statike Univerzuma. Ali možemo ispitati njena svojstva stvaranjem analoga crne rupe u laboratorijskim postavkama.
Ovo je rađeno i ranije, ali u studiji objavljenoj prošle godine, koju je vodila Lotte Mertens sa Univerziteta u Amsterdamu u Holandiji, istraživači su uradili nešto novo.
Jednodimenzionalni lanac atoma služio je kao put za elektrone da ‘skakuću’ sa jedne pozicije na drugu. Podešavanjem lakoće sa kojom se ovo skakanje može dogoditi, fizičari bi mogli da dovedu do nestanka određenih svojstava, efektivno stvarajući neku vrstu horizonta događaja koji je ometao talasastu prirodu elektrona.
Efekat ovog lažnog horizonta događaja proizveo je porast temperature koji je odgovarao teorijskim očekivanjima ekvivalentnog sistema crnih rupa, rekao je tim, ali samo kada se deo lanca proširio izvan horizonta događaja.
To bi moglo značiti da je preplitanje čestica koje se prostiru na horizontu događaja ključno u stvaranju Hokingovog zračenja.
Simulirano Hokingovo zračenje je bilo samo toplotno za određeni opseg amplituda skoka, i to pod simulacijama koje su započele oponašanjem neke vrste prostor-vremena za koje se smatralo da je ‘ravno’.
Ovo sugeriše da Hokingovo zračenje može biti toplotno samo u nizu situacija i kada postoji promena u iskrivljenju prostor-vremena usled gravitacije.
Nejasno je šta to znači za kvantnu gravitaciju, ali model nudi način da se prouči pojava Hokingovog zračenja u okruženju koje nije pod uticajem divlje dinamike formiranja crne rupe. I, pošto je tako jednostavno, može da se primeni u širokom spektru eksperimentalnih podešavanja, rekli su istraživači.
„Ovo može otvoriti mesto za istraživanje fundamentalnih kvantno-mehaničkih aspekata pored gravitacije i zakrivljenih prostor-vremena u različitim postavkama kondenzovane materije“, objasnili su istraživači u svom radu.
Istraživanje je objavljeno u Phisical Review Research.
