Cercetătorii israelieni au creat o gaură neagră în laborator care demonstrează existenţa „radiaţiei Hawking”

Cercetătorii israelieni de la Institutul Tehnologic Technion din Haifa au reuşit să genereze o micro-gaură neagră în laborator într-un experiment menit să demonstreze o teorie a  astrofizicianului Stephen Hawking conform căruia găurile negre emit spontan o formă de radiaţie, potrivit LiveScience citat de Agerpres.

Cercetătorii s-au folosit de un flux de gaz format din aproximativ 8.000 de atomi de rubidiu răciţi până aproape de zero absolut şi menţinuţi laolaltă de o rază laser. În acest fel ei au creat o stare a materiei condensată Bose-Einstein  în care mii de atomi se comportă ca şi cum ar fi unul singur.

Prin intermediul unui alt fascicul laser, echipa a creat un vârf de energie potenţială care a dus la formarea unei cascade de gaz , obţinând un orizont al evenimentului în care jumătate dintre atomii de gaz se deplasau cu o viteză supersonică, în timp ce cealaltă jumătate se deplasau cu o viteză mai mică. 

Echipa a căutat perechi de fononi (unde sonice cuantice) care se formează în mod spontan în gaz, în loc de perechi de fotoni. 

„Este ca şi cum ai încerca să înoţi împotriva unui curent care este mai rapid decât viteza ta maximă de înot. Adică este la fel ca şi când te-ai afla în interiorul unei găuri negre de unde este imposibil să mai atingi orizontul evenimentului”, a explicat profesorul Jeff Steinhauer, profesor asociat de fizică la Institutul Technion.

Cercetătorii au trebuit să demonstreze că aceste perechi de fononi sunt corelate şi emit o radiaţie staţionară, care rămâne constantă de-a lungul timpului.

Surprinderea acestui fenomen a fost cea mai dificilă parte întrucât gaura neagră generată era distrusă imediat de căldura generată în acest proces.

Astfel echipa a repetat experimentul de nu mai puţin de 97.000 de ori şi a avut nevoie de peste 124 de zile de măsurători continue pentru a evidenţia aceste corelaţii dintre fononi.

În 1974, astrofizicianul a lansat teoria conform căreia găurile negre pot emite în mod spontan radiaţii „din nimic” fiind rezultatul unui proces cuantic, iar acestea sunt staţionare, adică nu-şi modifică intensitatea în timp.

Numită radiaţia Hawking, teoria nu a putut fi verificată empiric pentru că nimeni n-a observat vreodată această radiaţie de slabă intensitate, iar adevăratele găuri negre nu pot fi studiate în mod direct.

Hawking a sugerat că găurile negre se comportă la fel ca toate stelele, care radiază în mod constant un anumit tip de energie. Aceasta este ipoteza pe care am dorit să o confirmăm prin studiul nostru şi am reuşit”, a spus Steinhauer.

Stephen Hawking  a arătat că deşi nicio particulă de lumină numai poate scăpa odată ce e prinsă în gravitaţia puternică a unei găuri negre, conform legilo fizicii clasice, găurile negre pot emite spontan radiaţii de la marginea orizontului evenimentului, conform principiilor mecanicii cuantice.

„Ne-ar fi plăcut să putem verifica în spaţiu această teorie a radiaţiei cuantice, însă este foarte dificil în cazul unei găuri negre reale pentru că radiaţia Hawking este extrem de slabă prin comparaţie cu radiaţia de fundal a spaţiului” , a spus Steinhauer.