İsrail Teknoloji Enstitüsü’nden fizikçi Jeff Steinhauer’ın, Stephen Hawking’in kara deliklerden yayımlanan radyasyon teorisini kanıtlamak için laboratuvarda sanal bir kara delik oluşturma girişimlerinde bulunduğu deneyleri açıkladığı bir makalesi (her ne kadar bu deneylerde ışık yerine ses kullanılmış olsa da) Nature Physics dergisinde yayımlandı. Steinhauer makalesinde, bir sanal kara deliğin parçası olarak laboratuvarında Hawking ışımasının kuantum etkilerini gözlemlediğini iddia ediyor. Eğer doğruysa, bu ilk defa gerçekleştirilmiş olacak.
Yıllar boyunca bilim insanları hiçbir şeyin kara delikten dışarı kaçamayacağını düşündü. Fakat 1974 yılında Stephen Hawking , bazı şeylerin, şimdi bilinen adıyla Hawking ışımasının, kara deliklerden kaçabildiğini iddia ettiği bir makale yayınlamıştı. Hawking’in kafasındaki fikir, bir parçacık (ve onun dolaşık ikizi) bir kara deliğin sınırında ortaya çıktığında, parçacıklardan birinin bir miktar enerjiyle birlikte kara delikten kaçarken, diğerinin kara deliğe doğru çekilebileceğiydi. Bu da kara deliklerin neden küçüldüğünü ve en sonunda yok olduğunu açıklıyor.
Bu ışımaların oldukça zayıf olmasından dolayı, kimse Hawking ışımasını ölçmeyi başaramamıştı. Bu nedenle araştırmacılar, teoriyi test etmek için sanal karadelikler yaratmayı denediler. Sanal kara deliklerin bir türü 1981 yılında Biritish Columbia Üniversitesi’nden Bill Unruh tarafından öne sürüldü. Unruh, ışık yerine su kullanılarak benzer bir kara delik oluşturulabileceğini öne sürmüştü. Suyun hızlandığı bir şelale kıyısında bulunan bir fononun sesten hızlı hareket edeceğini ve bu nedenle de yakalanacağını düşünmüştü. Eğer fononun, yakalanmadan önce şelaleden kurtulabilen bir dolaşık ikizi varsa, kaçabilirdi. Bu yeni çalışmada, Steinhauer bu fikri temel alan bir cihaz geliştirdi ve bunu yaparak, Hawking ışımasının bir benzerini gözlemlediğini iddia etti.
Deney, lazer ile çok hızlı hareket etmesi sağlanan bir miktar sıvının içerisinde dolaşık fonon ikilileri oluşturmaktan ve sıvı ses hızından daha hızlı hareket ederken çiftlerden birinin çekilip, diğerinin kaçtığını gözlemlemekten meydana geliyor. Sıvı, rubidyum-87 atomlarından oluşan bir Bose-Einstein yoğuşuk maddesi idi. Deneyi 4600 defa tekrar ettikten sonra, Steinhauer parçacıkların, Hawking ışımasının oluşması için gerekli olan dolaşık çiftler olduğunda ikna oldu. Elbette bulguları Hawking’in teorisini kanıtlamıyor fakat yine de bugüne kadar diğer araştırmacıların başaramadığı bir güven derecesine ulaşmış gibi görünüyor.
Kaynak: Physicist claims to have observed quantum effects of Hawking radiation in the lab for the first time
http://phys.org/news/2016-08-physicist-quantum-effects-hawking-lab.html
Referans: Observation of quantum Hawking radiation and its entanglement in an analogue black hole, DOI:10.1038/nphys3863
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3863.html