Nel novembre 2022, un gruppo di ricerca dell’Università di Amsterdam ha realizzato un esperimento fondamentale:hanno ricreato l’orizzonte degli eventi di un buco nero in un ambiente di laboratorio controllato e hanno rilevato un debole bagliore che ricorda la radiazione di Hawking. Lo studio, pubblicato su Physical Review Research sotto il titolo "Termalizzazione mediante un orizzonte sintetico", dimostra che la fisica esotica di un orizzonte degli eventi cosmici può essere simulata sulla Terra.
Il ricercatore capo LotteMertens e colleghi hanno organizzato una catena di atomi in fila singola, sintonizzando con precisione la probabilità di salto degli elettroni tra di loro. Regolando questa velocità di tunneling, hanno creato una netta transizione nella catena che agisce come un orizzonte degli eventi, un confine oltre il quale le eccitazioni non possono sfuggire. Quando un segmento della catena è stato spostato oltre questo confine, il team ha osservato un picco di temperatura misurabile e, in particolare, un leggero aumento delle radiazioni emesse.
La previsione di Stephen Hawking del 1974 sull’emissione di particelle sull’orizzonte di un buco nero – ora chiamata radiazione di Hawking – deriva dalle fluttuazioni del campo quantistico vicino all’orizzonte degli eventi. Nell'esperimento di Amsterdam, l'orizzonte sintetico ha prodotto un bagliore che rispecchia la radiazione termica prevista da un vero buco nero, fornendo una prova tangibile della teoria di Hawking in un ambiente da tavolo.
I buchi neri si trovano all’intersezione tra la relatività generale di Einstein e la meccanica quantistica. L'osservazione della radiazione di tipo Hawking in laboratorio colma il divario tra questi due pilastri, offrendo una nuova strada per testare i concetti di gravità quantistica e cercare una teoria unificata del tutto.
Anche se il buco nero più vicino conosciuto, GaiaBH1, si trova a circa 1.500 anni luce di distanza, e la prima immagine in assoluto di un buco nero è stata catturata solo nel 2019, questo esperimento dimostra che possiamo studiare la fisica dell’orizzonte degli eventi senza avventurarci nello spazio profondo. Apre la porta a ulteriori test sperimentali di alcuni dei misteri più profondi dell'universo.
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