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不明覺厲!「模擬黑洞」研究霍金輻射

霍金輻射理論認為真空漲落會產生粒子對,其中負能量粒子落入黑洞,正能量粒子則飛向遠方。

《自然》雜誌網站8月15日報道,以色列科學家使用超冷原子產生玻色-愛因斯坦凝聚,然後使其超聲速運動,產生類似黑洞的視界線(event horizon)並觀察聲子對在視界線兩側的狀態,從而模擬黑洞產生的霍金輻射。評論認為,對黑洞霍金輻射進行直接觀測幾乎是不可能的,此前的人工模擬黑洞實驗從未從自發量子漲落角度進行過研究,因此這項新的研究可能是目前最接近的霍金輻射模擬成果。

以色列物理學家Jeff Steinhauer將銣原子冷卻至接近絕對零度(產生玻色-愛因斯坦凝聚),認為該狀態只有弱量子漲落,可以產生聲子對,這與真空中能產生光子對類似。通過使銣原子加速至超聲速(此狀態下聲波速度降為僅約半毫米每秒),發現「視界線」(即超聲速/亞聲速的分界線)兩邊的原子密度存在相關性,Steinhauer認為這表明聲子對是糾纏的,起源於同一量子漲落狀態;超聲速一側的聲子無法傳出介質,而亞聲速一側的聲子則產生了霍金輻射。

許多科學家表示這是一項極為前沿的研究,但同時也提出了各自的懷疑,包括實驗無法解決黑洞信息悖論等。但也有科學家認為如果該實驗結果被證實,那麼霍金可能獲得像希格斯一樣的勝利。2012年希格斯玻色子的發現使希格斯等分享了2013年諾貝爾獎,此前很少有人相信該粒子的存在。

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