Lab-Grown Black Hole demonstreert Quantum Entanglement

Jeff Steinhauer, een experimentele natuurkundige aan het Technion-Israel Institute of Technology in Haifa, creëerde een zwart gat in zijn laboratorium.

Natuurlijk, het was geen waar zwart gat - het verslindt geluidsgolven, in plaats van alle materie eromheen op te zuigen en de aarde te vernietigen - maar het vertegenwoordigt wel de eerste keer dat wetenschappers een speciaal soort straling hebben waargenomen die aanvankelijk door Stephen Hawking 42 jaar geleden werd getheoretiseerd. Als Steinhauer kan bewijzen dat zijn sonische zwarte gaten een goede analogie bieden met de echte deal, zou dit een enorm moment zijn in ons begrip van het fysieke universum.

Zwarte gaten zijn notoir moeilijk waar te nemen in het echte leven. Maar Steinhauer denkt dat hij het volgende beste ding heeft gevonden. Het is een model zwart gat dat geluid opeet in plaats van licht. Het gebruikt rubidium-atomen onderkoeld tot nauwelijks boven het absolute nulpunt, en versnelt ze tot een snelheid voorbij voorbijgaat aan het geluid. Dit creëert een soort gebeurtenishorizon, een point-of-no-return verleden waarin geluid niet kan bestaan.

Decennia geleden theoretiseerde Hawking dat zwarte gaten niet echt zwart zijn - ze zouden een zeer zwakke straling uitstralen wanneer materie-antimaterieparen van fotonen vast komen te zitten aan weerszijden van de gebeurtenishorizon. In Steinhauer's experimenten wordt de analogie met Hawking-straling gemaakt met fononen, die discrete eenheden van kwantummechanisch geluid zijn. En, volgens de resultaten gepubliceerd in Natuurfysica, hij is in staat geweest om deze sonische straling te meten door correlaties van fononen aan weerszijden van de horizon vast te leggen.

Velen in de natuurkundegemeenschap zijn voorzichtig optimistisch over het nieuws. Sommigen pleiten voor onafhankelijke verificatie dat de experimenten van Steinhauer de door Hawking voorspelde kwantumverwarring echt hebben aangetoond.

"Grote resultaten hebben solide bewijs nodig", vertelt Bill Unruh, een natuurkundige bij de University of British Columbia Nieuwe wetenschapper. Unruh was een van de eersten om te theoretiseren dat zwart-gat-analogen in laboratoria zouden kunnen worden gebouwd en dat ze ook een soort Hawking-straling zouden vertonen. "Ik beschouw dit in elk geval als een heel mooi experiment, waar mensen al 10 jaar aan denken, maar hij is de eerste om dit te doen. Dat hij de correlaties van emissies aan de horizon heeft gezien, of hij nu verstrikt is geraakt of niet, is een echte staatsgreep. '

Indien bevestigd, zou de ontdekking "een triomf voor Hawking zijn, misschien in dezelfde zin dat de verwachte detectie van het Higgs-deeltje een triomf was voor Higgs en het bedrijf", vertelt Leonard Susskind, een theoretisch fysicus bij Stanford, Natuur.