Израильские физики создали мини-модель черной дыры и зафиксировали излучение Хокинга

В 1974 году Стивен Хокинг обосновал теоретически, что черные дыры спонтанно излучают свет — явление, названное излучением Хокинга.

Согласно квантовой теории поля вакуум полон флуктуаций, которые также называют «виртуальными частицами». В поле гравитации черной дыры, динамика этих флуктуаций меняется, и прямо из вакуума могут рождаться пары частица-античастица, либо два фотона. При этом, возможна ситуация, что импульсы частиц окажутся направлены таким образом, что одна из них упадет внутрь чёрной дыры, а другая улетит в сторону и станет доступна для наблюдения.

Но наблюдаемые астрономами случаи излучения Хокинга оставляли место для сомнений: не принимают ли за него излучение иной природы? Для прямой проверки идеи Хокинга исследователи из израильского Техниона создали аналог черной дыры из нескольких тысяч атомов.

Симуляция черной дыры, сконструированная в лаборатории, состояла из примерно 8000 атомов рубидия, охлажденных почти до абсолютного нуля.  С помощью лазерного излучения атомы были приведены в состояние конденсата Бозе-Эйнштейна (БЭК), которое позволяет тысячам атомов действовать как единый объект.

Облучая конденсат вторым лазерным лучом, команда имитировала горизонт событий, не позволяющий фотону покинуть его пределы. Таким образом, излучение вовне было возможно только благодаря эффекту Хокинга.

Эксперимент был довольно сложным, поскольку имитация черной дыры мгновенно разрушалась из-за тепла, создаваемого в процессе облучения. Команде пришлось повторить его 97 000 раз, на что потребовалось 124 дня непрерывных измерений, прежде чем излучение Хокинга было уверенно зафиксировано.

Исследователи подробно рассказали о своих открытиях 4 января в журнале Nature Physics.

Между тем, исследование космических черных дыр продолжает приносить интересные новости. Так, недавно была найдена звезда, ставшая «спутником» черной дыры.

По материалам Live Science

Читайте также:

Черная дыра: что это такое

Черная дыра в центре Галактики произвела беспрецедентно яркую вспышку