Физик имитировал излучение от черной дыры
Изображение: Victor De Schwanberg/ SPL/ Nature
Ученые подошли вплотную к созданию в лабораторных условиях излучения от черных дыр. Так, Джеффу Штайнхауэру (Jeff Steinhauer) из Израиля с помощью лазера удалось создать квантовый аналог черной дыры и наблюдать излучение, свойства которого во многом схожи с радиацией Грибова-Хокинга. Результаты своих исследований ученый опубликовал в журнале Nature.
Излучение Грибова-Хокинга предполагает испарение черной дыры вследствие квантовых флуктуаций, связанных с образованием пар виртуальных частиц. Одна частица из такой пары улетает от черной дыры, а другая — с отрицательной энергией — «падает» в нее.
Впервые о возможности такого явления высказывался советский физик-теоретик Владимир Грибов. А в первой половине 1970-х годов, после визита в СССР, Стивен Хокинг опубликовал работу, в которой предсказал существование излучения черных дыр (называемое излучением Хокинга в англоязычной литературе или Грибова-Хокинга в русскоязычной).
В своей экспериментальной установке Штайнхауэр наблюдал, по его словам, усиление излучения Грибова-Хокинга. С этой целью ученый создал область сверхзвукового движения в ультрахолодном конденсате Бозе-Эйнштейна. Этот участок пространства, движущийся с постоянной скоростью, играл роль, аналогичную горизонту событий в черной дыре.
В качестве материи конденсата Штайнхауэр использовал атомы рубидия, охлажденные до менее чем одной миллиардной доли градуса выше абсолютного нуля. При таких температурах вещество ведет себя коллективным образом как одна большая частица.
С помощью лазера израильский ученый заставил квантовую жидкость течь быстрее скорости звука. Невозможность покинуть горизонт событий частицами с отрицательной энергией ученый сравнил с пловцом, который не может преодолеть сильное течение, против которого он движется.
Физик наблюдал экспоненциальный рост стоячей волны, возникший в результате интерференции между аналогами частиц с отрицательной и положительной энергиями в результате излучения Грибова-Хокинга.
Как замечает автор исследования, он заметил усиление только одной частоты излучения в квантовой жидкости. Для того чтобы говорить о существовании аналога радиации от черной дыры и предсказания ее интенсивности, ему необходимо получить усиление на других частотах.
