با استفاده از زنجیرهای از اتمها در یک فایل برای شبیهسازی افق رویداد یک سیاهچاله، تیمی از فیزیکدانان در سال ۱۴۰۱ معادل چیزی را که ما تابش هاوکینگ مینامیم، مشاهده کردند – ذراتی که ناشی از اختلالات در نوسانات کوانتومی به دلیل شکست سیاهچاله در فضازمان هستند.
آنها می گویند که این می تواند به حل تنش بین دو چارچوب در حال حاضر آشتی ناپذیر برای توصیف جهان کمک کند: نظریه نسبیت عام، که رفتار گرانش را به عنوان یک میدان پیوسته به نام فضازمان توصیف می کند. و مکانیک کوانتومی که رفتار ذرات گسسته را با استفاده از ریاضیات احتمالات توصیف می کند.
برای تئوری یکپارچه گرانش کوانتومی که بتوان آن را به صورت جهانی به کار برد، این دو نظریه غیرقابل امتزاج باید راهی پیدا کنند تا به نحوی با هم کنار بیایند.
اینجاست که سیاهچالهها به تصویر کشیده میشوند – احتمالاً عجیبترین و افراطیترین اجرام در کیهان. این اجرام عظیم به قدری چگال هستند که در فاصلهای مشخص از مرکز جرم سیاهچاله، هیچ سرعتی در کیهان برای فرار کافی نیست. حتی سرعت نور هم نمیتواند فرار کند.
این فاصله که بسته به جرم سیاهچاله متغیر است، افق رویداد نامیده می شود. هنگامی که یک جسم از مرز خود عبور می کند، ما فقط می توانیم تصور کنیم که چه اتفاقی می افتد، زیرا هیچ چیز با اطلاعات حیاتی در مورد سرنوشت خود باز نمی گردد. اما در سال ۱۳۵۲، استیون هاوکینگ پیشنهاد کرد که وقفه در نوسانات کوانتومی ناشی از افق رویداد منجر به نوعی تابش بسیار شبیه به تابش گرمایی می شود.
اگر این تشعشعات هاوکینگ وجود داشته باشد، آنقدر ضعیف است که ما هنوز نتوانیم آن را تشخیص دهیم. این امکان وجود دارد که ما هرگز آن را از حالت ایستا خش خش کیهان خارج نکنیم. اما میتوانیم خواص آن را با ایجاد آنالوگهای سیاهچاله در تنظیمات آزمایشگاهی بررسی کنیم.
این کار قبلا انجام شده بود، اما در آبان ۱۴۰۱ تیمی به رهبری لوته مرتنز از دانشگاه آمستردام در هلند چیز جدیدی را امتحان کردند.
یک زنجیره یک بعدی از اتم ها به عنوان مسیری برای الکترون ها برای «پرش» از یک موقعیت به موقعیت دیگر عمل می کرد. با تنظیم آسانی که این پرش می تواند رخ دهد، فیزیکدانان می توانند خواص خاصی را از بین ببرند و به طور موثر نوعی افق رویداد ایجاد کنند که با ماهیت موج مانند الکترون ها تداخل داشته باشد.
به گفته این تیم، اثر این افق رویداد جعلی باعث افزایش دما شد که با انتظارات نظری از یک سیستم سیاهچاله معادل مطابقت داشت، اما تنها زمانی که بخشی از زنجیره فراتر از افق رویداد گسترش یابد.
این می تواند به این معنا باشد که درهم تنیدگی ذراتی که در افق رویداد قرار دارند در تولید تشعشعات هاوکینگ مؤثر است.
تشعشعات هاوکینگ شبیهسازیشده فقط برای طیف خاصی از دامنههای پرش حرارتی بود و تحت شبیهسازیهایی که با تقلید از نوعی فضازمان «مسطح» در نظر گرفته میشد، شروع شد. این نشان میدهد که تابش هاوکینگ ممکن است فقط در محدودهای از موقعیتها و زمانی که تغییری در پیچ و تاب فضا-زمان به دلیل گرانش وجود دارد، گرمایی باشد.
مشخص نیست که این برای گرانش کوانتومی چه معنایی دارد، اما این مدل راهی برای مطالعه ظهور تابش هاوکینگ در محیطی ارائه میکند که تحت تأثیر دینامیک وحشی تشکیل یک سیاهچاله نیست. به گفته محققان، از آنجایی که بسیار ساده است، می توان آن را در طیف وسیعی از مجموعه های آزمایشی به کار برد.
محققان نوشتند: «این میتواند مکانی را برای کاوش جنبههای مکانیکی کوانتومی بنیادی در کنار گرانش و فضازمانهای منحنی در تنظیمات مختلف ماده متراکم باز کند».
