Buco nero acustico creato nella condensa di Bose-Einstein

Una delle tante proprietà curiose dei condensati di Bose-Einstein (BEC) è che il flusso del suono attraverso di essi è governato dalle stesse equazioni che descrivono come la luce viene piegata da un campo gravitazionale. Ciò crea la possibilità di tutti i tipi di divertimento e giochi: in teoria, i fisici possono riprodurre con il suono e i BEC qualunque modo malvagio abbia la gravità con la luce.

Oggi, Oren Lahav e i suoi compagni dell'Israel Institute of Technology, ad Haifa, affermano di aver creato l'equivalente sonoro di un buco nero in un BEC. Questo è un bel risultato, dato che i fisici si interrogano su questa possibilità da circa 30 anni e che vari gruppi con la capacità di creare BEC hanno gareggiato per creare buchi neri acustici.

L'idea generale è quella di creare un flusso supersonico di atomi all'interno del BEC. Le onde sonore che si muovono contro questo flusso non possono mai creare terreno. Quindi la regione in cui il flusso cambia da subsonico a supersonico è un orizzonte degli eventi. Eventuali onde sonore (o fononi) create all'interno dell'orizzonte degli eventi non possono mai sfuggire perché il flusso è supersonico. Questo è il buco nero.

Lahav e compagni hanno creato un flusso supersonico creando un profondo pozzo potenziale nel mezzo di un BEC che attrae gli atomi. Gli atomi vi entrano ma non possono rinunciare alla loro energia quando arrivano (sono già nel loro stato energetico più basso), e quindi fluiscono attraverso il pozzo a velocità supersonica.

Il risultato è una regione all'interno del BEC in cui gli atomi si muovono a velocità supersonica. Questo è il buco nero: qualsiasi fonone così sfortunato da sconfinare in questa regione non può sfuggire.

Uno dei motivi per cui i buchi neri sonori sono così apprezzati è che dovrebbero produrre radiazioni di Hawking. La meccanica quantistica prevede che coppie di fononi virtuali con quantità di moto uguale e contraria dovrebbero nascere e scomparire costantemente nei BEC.

Se uno di questi due attraversasse l'orizzonte degli eventi, verrebbe risucchiato nel buco nero, senza mai fuggire. L'altro, invece, sarebbe libero di proseguire per la sua strada. Questo flusso di fuggitivi sarebbe la famosa, ma non ancora osservata, radiazione di Hawking.

Lahav e i suoi amici non sono ancora arrivati ​​così lontano, ma hanno fatto un passo importante verso l'osservazione delle radiazioni di Hawking e hanno chiaramente gli occhi puntati su questo obiettivo.

Non c'è carenza di concorrenza qui e la creazione del primo buco nero sonoro stimolerà sicuramente la concorrenza. Aspettatevi di vedere presto qualcuno rivendicare la prima osservazione della radiazione di Hawking.

Rif: arxiv.org/abs/0906.1337 : Un buco nero sonico in un condensato di Bose-Einstein a densità invertita

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