Building Black Holes in a Lab
Jeff Steinhauer, Experimentalphysiker am Technion-Israel Institute of Technology in Haifa, schuf in seinem Labor ein schwarzes Loch.
Sicher, es war kein wahr Schwarzes Loch - es verschlang Schallwellen, anstatt die gesamte Materie um sich herum zu saugen und die Erde zu zerstören - aber es stellt das erste Mal dar, dass Wissenschaftler eine spezielle Art von Strahlung beobachtet haben, die vor 42 Jahren von Stephen Hawking theoretisiert wurde. Wenn Steinhauer beweisen kann, dass seine schwarzen Schalllöcher eine sehr ähnliche Analogie zum tatsächlichen Geschäft bieten, wäre dies ein großer Moment für unser Verständnis des physikalischen Universums.
Schwarze Löcher sind im wirklichen Leben bekanntermaßen schwer zu beobachten. Aber Steinhauer glaubt, das nächstbeste gefunden zu haben. Es ist ein Modell-Schwarzes Loch, das statt Licht Licht auffrisst. Es verwendet Rubidiumatome, die knapp über dem absoluten Nullpunkt unterkühlt sind, und beschleunigt sie auf eine Geschwindigkeit, die über die Schallgeschwindigkeit hinausgeht. Dadurch entsteht eine Art Ereignishorizont, ein Point-of-No-Return, hinter dem kein Sound existieren kann.
Vor Jahrzehnten hatte Hawking die Theorie aufgestellt, dass Schwarze Löcher nicht wirklich schwarz sind - sie würden eine sehr schwache Strahlung ausstrahlen, da Materie-Antimaterie-Paare von Photonen auf gegenüberliegenden Seiten des Ereignishorizonts eingeschlossen werden. In Steinhauers Experimenten wird die analoge Hawking-Strahlung mit Phononen hergestellt, die diskrete Einheiten des quantenmechanischen Klangs sind. Und gemäß den Ergebnissen, die in veröffentlicht wurden Naturphysik er konnte diese Schallstrahlung messen, indem er auf beiden Seiten des Horizonts Korrelationen von Phononen feststellte.
Viele in der Physik-Community sind in Bezug auf die Nachrichten vorsichtig optimistisch. Einige fordern eine unabhängige Überprüfung, dass Steinhauers Experimente tatsächlich die von Hawking vorhergesagte Quantenverschränkung demonstrierten.
"Große Ergebnisse brauchen solide Beweise", sagt Bill Unruh, Physiker an der University of British Columbia Neuer Wissenschaftler. Unruh gehörte zu den ersten, die theoretisch die Meinung vertreten, dass Analoga für Schwarze Löcher in Labors gebaut werden könnten und dass sie auch eine Art Hawking-Strahlung aufweisen würden. „Auf jeden Fall halte ich dies für ein sehr schönes Experiment, an das sich die Leute seit 10 Jahren gedacht haben, aber er ist der erste, der dies tut. Dass er die Korrelationen der Emissionen am Horizont gesehen hat, ob nun verwickelt oder nicht, ist ein echter Coup. “
Wenn dies bestätigt wird, wäre die Entdeckung "ein Triumph für Hawking, vielleicht in dem Sinne, dass die erwartete Erkennung des Higgs-Bosons ein Triumph für Higgs und seine Firma war", erzählt Leonard Susskind, theoretischer Physiker in Stanford Natur.
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