In cerca di una conferma della radiazione di Bekenstein-Hawking

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La radiazione di Hawking emessa dai buchi neri esiste davvero? Un esperimento lo suggerisce. Ricercatori dell’Istituto Israeliano di Tecnologia di Haifa hanno creato un modello di buco nero in laboratorio, grazie al quale hanno ottenuto un risultato in accordo con la teoria della radiazione di Hawking, la presunta energia termica emessa dai buchi neri sotto la spinta di fenomeni quantistici. Ecco cosa hanno fatto.

Un esperimento israeliano basato sulla creazione di un buco nero fittizio è in accordo con la teoria della radiazione di Hawking, in base alla quale i buchi neri emetterebbero energia termica. In parole semplici, gli scienziati dell’Istituto Israeliano di Tecnologia di Haifa sono riusciti a misurare la temperatura di particelle emesse dal finto “cuore di tenebra” creato in laboratorio, trovando una correlazione con quanto esposto dal compianto astrofisico britannico. Ma procediamo con ordine.

La radiazione di Hawking. Tra le più grandi conquiste scientifiche di Stephen Hawking vi sono indubbiamente gli studi sui buchi neri. Una delle sue teorie più discusse è proprio quella che porta il suo nome, la radiazione di Hawking (o radiazione di Bekenstein-Hawking), una presunta energia termica emessa dai buchi neri sotto la spinta di fenomeni quantistici. Secondo lo studioso, le particelle virtuali e opposte della fisica quantistica – legate dal cosiddetto entenglement – quando si trovano nei pressi dell’orizzonte degli eventi di un buco nero diventerebbero reali. Buco nero e buco bianco

Se la particella negativa (di antimateria, opposta alla materia) viene assorbita dal buco nero, esso perderà massa lasciando sfuggire la positiva (energia termica), quella che viene appunto chiamata radiazione di Hawking. La temperatura di questa energia sarebbe legata alle dimensioni del buco nero.

L’esperimento. Per dimostrare una simile teoria sarebbe necessario misurare le variazioni di temperatura di un buco nero, un’impresa fantascientifica, considerando quanto questa radiazione sarebbe debole. Gli scienziati guidati dal professor Jeff Steinhauer, docente presso il Dipartimento di Fisica dell’istituto israeliano, hanno creato una sorta di simulacro di buco nero in laboratorio, progettato per assorbire il suono (fononi) e non la luce (fotoni). Il finto buco nero era rappresentato da un flusso di atomi di rubidio, manipolato affinché non facesse “sfuggire” in alcun modo il suono, analogamente al mono in cui un vero buco nero non lascia sfuggire la radiazione elettromagnetica (come la luce).

Steinhauer e colleghi sono riusciti a forzare due fononi per farli comportare come le particelle quantistiche descritte da Hawking; in pratica, uno veniva lasciato catturare dal “buco nero”, mentre l’altro poteva sfuggire. Gli scienziati hanno calcolato le temperature di questi fononi e hanno dimostrato che quello in uscita emetteva energia termica. L’affascinante esperimento israeliano non dimostra la teoria della radiazione di Hawking, tuttavia la rafforza e la rende più probabile. Esperimenti più sofisticati potrebbero darne la conferma definitiva. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sull’autorevole rivista scientifica Nature.

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