
Джефф Штейнхауэр, физик из Израильского технологического
института, зафиксировал самый достоверный на сегодняшний день аналог излучения
Хокинга. В эксперименте ученый создал так называемую «глухую дыру» —
акустический аналог черной дыры. Наблюдая за ее поведением, физик обнаружил,
что на специальной границе, за которую не могут распространяться колебания
материи «глухой дыры», рождаются пары квантов колебаний, движущихся в разные
стороны. Более того, эти пары оказываются квантово-запутанными. 
В отличие от предыдущих экспериментов с аналоговыми черными
дырами, «запрещенное» излучение в работе Штейнхауэра возникает самопроизвольно
и имеет квантовую природу: оно рождается из флуктуаций вакуума, как и излучение
Хокинга. По словам Леонарда Сасскинда, если результат получит подтверждение, то
он станет «триумфом Хокинга, как открытие бозона Хиггса стало триумфом для
Питера Хиггса и его коллег». Исследование опубликовано в журнале Nature Physics, кратко
о нем сообщает редакционный материал Nature.
Традиционное объяснение природы излучения Хокинга связано с флуктуациями
вакуума на горизонте событий черной дыры. Это такая область, в которой  гравитационное поле объекта оказывается
настолько сильным, что даже свет не может ее покинуть. Природа квантовой
механики не позволяет существовать идеальному нулевому вакууму — этому мешает принцип
неопределенности Гейзенберга. В результате в вакууме непрерывно рождаются и аннигилируют пары виртуальных
частиц. Если одна из частиц такой пары окажется затянутой «под» горизонт, то
вторая частица станет реальной и покинет черную дыру. При этом эта пара частиц
— внутри и снаружи черной дыры — окажется квантово-запутанной.
Излучение Хокинга ведет к тому, что со временем черная дыра
испаряется. Причем, чем меньше сверхплотный объект, тем быстрее это произойдет.
С этим связан важный парадокс, указывающий на сложность объединения общей
теории относительности и квантовой механики — парадокс потери информации.
Подробно о нем рассказывал Эмиль Ахмедов в серии интервью N+1 (1, 2). Однако
зафиксировать излучение напрямую, от известных кандидатов в черные дыры,
невозможно. Оно подобно тепловому излучению, и чем массивнее звезда, тем меньше
температура излучения. Так, для черной дыры с массой Солнца температура излучения
Хокинга составляет 0,0000001 кельвина — на 7 порядков меньше, чем заполняющее
Вселенную реликтовое излучение.
Поэтому для того, чтобы подтвердить существование излучения
Хокинга, ученые используют модельные объекты — аналоговые черные дыры. Физики
обратили внимание, что при правильной постановке эксперимента волны  звука или других колебаний могут вести себя
подобно световым волнам вблизи черной дыры.
В роли аналоговых черных дыр выступали как макро-, так и
микроскопические системы. К примеру, в 2008 году физики под руководством Ульфа Леонхардта
моделировали волны хокинговского
излучения с помощью волн в бассейне, распространявшихся против сильного
течения. Тогда ученым удалось зафиксировать следы волн, менявших свою частоту с
положительной на отрицательную. Позднее та же группа использовала
оптические волокна с нелинейными свойствами для тех же целей. 
Автор новой работы, Джефф Штейнхауэр, пошел дальше и применил
для моделирования горизонта событий конденсат Бозе-Эйнштейна из охлажденных до
сверхнизких температур атомов рубидия. Эксперименты со звуковыми аналогами
черных дыр — «глухими дырами» — физик начал
еще в 2009 году.
