9 giờ trước
Laboratory Simulation of an Analogue Black Hole Event Horizon Direct Observation of Hawking-like Radiation in a Quantum System Researchers have constructed a tabletop analogue of a black hole event horizon using a precisely configured Bose–Einstein condensate of ultracold atoms. This system replicates the kinematic conditions under which outgoing waves are trapped at a sonic horizon, mimicking the causal boundary of a gravitational black hole where escape velocity exceeds the local speed of propagation.The experiment employs a flowing atomic medium in which the flow velocity transitions from subsonic to supersonic, establishing an effective metric analogous to the Painlevé–Gullstrand form of the Schwarzschild spacetime. Phonons propagating against the supercritical flow are unable to escape the horizon, thereby forming a one-way membrane that prohibits retropropagation—precisely the defining feature of an astrophysical event horizon.Most significantly, the system spontaneously emits a steady flux of correlated phonon pairs across the horizon. One member of each pair is trapped inside the analogue interior, while the partner escapes to infinity as detectable thermal radiation. Spectral analysis confirms that this emission follows a Planckian distribution with a temperature proportional to the surface gravity of the analogue horizon, in quantitative agreement with Hawking’s original prediction for quantum field theory in curved spacetime:TH=ℏκ2πkBT_H = \frac{\hbar \kappa}{2\pi k_B}T_H = \frac{\hbar \kappa}{2\pi k_B} where κ\kappa\kappa is the surface gravity determined by the spatial gradient of the flow velocity.Unlike astrophysical black holes, where direct detection of Hawking radiation is precluded by cosmic distances and minuscule temperatures (∼10−8\sim 10^{-8}\sim 10^{-8} K for a solar-mass black hole), this laboratory analogue operates at accessible energy scales and allows real-time measurement of the radiation spectrum, pair-correlation statistics, and stimulated emission responses.The platform requires no gravitational field or spacetime curvature; the effect emerges purely from the interplay of quantum fluctuations and the engineered dispersion relation in the flowing condensate. This decoupling of geometry from kinematics provides a controlled environment to probe open questions at the interface of quantum mechanics and general relativity, including information loss, trans-Planckian modes, and the thermodynamic arrow of time.Far from a destructive singularity, this miniature horizon is a precision instrument—one that transforms one of cosmology’s most elusive predictions into a verifiable laboratory phenomenon.
7,97 N
55
Nội dung trên trang này được cung cấp bởi các bên thứ ba. Trừ khi có quy định khác, OKX không phải là tác giả của bài viết được trích dẫn và không tuyên bố bất kỳ bản quyền nào trong các tài liệu. Nội dung được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin và không thể hiện quan điểm của OKX. Nội dung này không nhằm chứng thực dưới bất kỳ hình thức nào và không được coi là lời khuyên đầu tư hoặc lời chào mời mua bán tài sản kỹ thuật số. Việc sử dụng AI nhằm cung cấp nội dung tóm tắt hoặc thông tin khác, nội dung do AI tạo ra có thể không chính xác hoặc không nhất quán. Vui lòng đọc bài viết trong liên kết để biết thêm chi tiết và thông tin. OKX không chịu trách nhiệm về nội dung được lưu trữ trên trang web của bên thứ ba. Việc nắm giữ tài sản kỹ thuật số, bao gồm stablecoin và NFT, có độ rủi ro cao và có thể biến động rất lớn. Bạn phải cân nhắc kỹ lưỡng xem việc giao dịch hoặc nắm giữ tài sản kỹ thuật số có phù hợp hay không dựa trên tình hình tài chính của bạn.