Pueden haber observado la radiación de Hawking por primera vez

En 1974, Stephen Hawking predijo que los agujeros negros emiten radiación térmica debido a los efectos cuánticos, haciendo que el agujero negro pierda masa y quizás en última instancia, se desvanezca. Pero a pesar de los numerosos intentos de observar la radiación de Hawking, los astrónomos no habían detectado hasta ahora alguna señal de ella. Ahora, sin embargo, un equipo de científicos de Italia afirma haber observado algo que se parece mucho a la radiación de Hawking de un horizonte de sucesos de un agujero que crearon en el laboratorio.
Franco Belgiorno en la Universidad de Milán y sus coautores publican su estudio en un número de Physical Review Letters, y el documento está disponible en arXiv.org.
Como los físicos explican en su estudio, el ingrediente esencial de la radiación de Hawking no es el agujero negro en sí, sino más bien la curvatura del espacio-tiempo asociada con el horizonte de sucesos del agujero. El horizonte de sucesos actúa como un límite más allá del cual la luz no puede escapar. Así que los pares de partículas excitadas desde el vacío que forma el límite del horizonte del agujero negro se dividen de manera que el fotón interior cae y el fotón exterior escapa, obteniendo energía a expensas del agujero negro.
Los horizontes de sucesos no son exclusivos de los agujeros negros, ya que pueden ser observados en una variedad de sistemas físicos, como el agua que fluye a un movimiento "índice de refracción de perturbación" (RIP) en un medio dieléctrico (en el que la luz puede cambiar el índice de refracción del medio). Es este sistema el que Belgiorno y sus colegas utilizaron en su experimento.
Para crear la radiación de Hawking, los científicos dispararon pulsos de láser ultracortos (1 picosegundo) a vidrio transparente, excitando un RIP que exhibió un horizonte de sucesos. Utilizando una cámara CCD, los investigadores detectaron un tipo peculiar de emisión de fotones en un ángulo de 90 grados con el vidrio. Como explicaron los investigadores, ordenaron el experimento de manera que suprimiera en gran medida o eliminara otros tipos de radiación.
"Detectamos evidencia experimental de emisión de fotones que por un lado tiene las características de la radiación de Hawking y, por otro lado, se distingue y por lo tanto es independiente de otros mecanismos de emisión de fotón conocidos", escribieron los físicos en su estudio. "Por lo tanto, interpretamos la emisión de fotones observados como un indicio de la radiación de Hawking inducida por un horizonte de sucesos análogo".
Curiosamente, los físicos notaron que en realidad hay dos horizontes de sucesos asociados con el RIP. Además del horizonte del agujero negro, también hay un inverso del horizonte del agujero negro que se llama horizonte del agujero blanco. A medida que la luz del láser se acerca el RIP, la luz experimenta un aumento en el índice de refracción local, que causa una reducción de velocidad. Bajo las condiciones apropiadas, la luz puede ser llevada a un 'estancamiento' en el marco de referencia comóvil con el PIR, que forma un límite más allá del cual la luz no puede penetrar: el horizonte de sucesos del agujero blanco. En el caso del RIP, el borde de entrada es el análogo del horizonte del agujero negro y el borde de salida es el análogo del horizonte del agujero blanco.
Con estas observaciones, los físicos han demostrado que es posible investigar la física de la evaporación de un agujero negro en otros sistemas más accesibles. Si los experimentos futuros confirman que se trata de la radiación de Hawking, los resultados podrían tener importantes implicaciones, desde el destino de un agujero negro hasta cómo puede terminar el Universo.
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