Изследователите направиха още една крачка напред към експерименталното доказване на лъчението на Хокинг. Учените от Научния институт Вайцман в Израел съобщиха във Physical Review Letters, че с помощта на оптичен аналог на хоризонта на събития (лабораторен модел на физиката на черната дупка) са създали стимулираното лъчение на Хокинг.
Според Общата теория на относителността черните дупки със сигурност ще се появят. Щом нещо навлезе отвъд хоризонта на събитията в сърцето на черната дупка, то не може да излезе отново. Гравитационната сила на черната дупка е толкова силна, че дори и най-бързото нещо във Вселената – светлината – не може да избяга от нея.
В Общата теория на относителността се твърди, че черните дупки не излъчват електромагнитно лъчение. Но през 1974 г. Стивън Хокинг представя теория, според която, ако се вземе предвид квантовата механика, черните дупки излъчват нещо. Това теоретично електромагнитно излъчване, за което говори той, се нарича лъчение на Хокинг. Лъчението на Хокинг прилича на излъчване на черно тяло, създадено от температурата на черната дупка, която е обратно пропорционална на масата ѝ.
Значението на лъчението е, че черните дупки „се изпаряват“ много бавно и постоянно. Но според математическите изчисления радиацията е твърде слаба и затова не може да се открие от съвременните инструменти.
Копието, разработено от израелските учени, се опитва да пресъздаде лабораторен аналог на черна дупка. Той може да бъде създаден от неща, които произвеждат вълни (като вълни от флуиди, звукови вълни в специален резервоар, светлина в оптично влакно и т.н.).
Лъчението на Хокинг е много по-разпространен феномен, отколкото първоначално си мислехме. Това може да се случи навсякъде, където се създават хоризонти на събитията, било то в астрофизиката или от светлината в оптичните материали, водните вълни или ултрастудените атоми – каза физикът Улх Леонхард пред Physics World.
Те няма да възпроизвеждат гравитационните ефекти на черната дупка, но са описани със същата матеманика, която описва черните дупки в Общата теория на относителността.
Като източник на светлина учените използват инфрачервен лазер, а като материал в системата, която е разработена от Леонхард преди няколко години – фотонно-кристално влакно. Такива системи се използват за създаване на аналог на хоризонта на събитията за съответните смущения. Поглеждайки нещата от гледна точка на физиката, създадената ситуация няма нищо общо с гравитацията, но математическите уравнения, които ги описват, са еквивалентни.
В експериментите си учените използват нелинейните свойства на взаимодействието на лазерните импулси и средата. Те изпращат два свръхбързи лазерни импулса, които имат различни дължини на вълните. Единият от тях гаси другия, което води до промяна на коефициента на пречупване. Крайният резултат е създаването на област, отвъд която сигналите не могат да излязат – т.н. аналог на хоризонта на събитията.
След това изследователите използват допълнителната светлина в системата, при което се увеличава мощността на излъчване с отрицателна честота, т.е. „отрицателната“ светлина черпи енергия от „хоризонта на събитията“. Това е признак за стимулирано лъчение на Хокинг. Крайната цел на подобни изследвания е да се наблюдава спонтанно излъчване на Хокинг.
Това не е първият опит за получаване на лъчение на Хокинг в система – аналог на черна дупка. Първата подобна заявка за наблюдение се оказа неправилно интерпретирана, тъй като изследователите ѝ измервали лъчение на Черенков. Неуспешни са и направените опити в система от вълни в течност и в Бозе-Айнщайнов кондензат.
Коментари