Unos científicos simularon un agujero negro en su laboratorio que luego comenzó a brillar

Los investigadores de la Universidad de Ámsterdam sorprendieron al mundo en 2022 al construir un modelo de agujero negro dentro de un laboratorio. Para esta hazaña, diseñaron una cadena unidimensional de átomos por la que los electrones podían desplazarse de un punto a otro, como si “saltaran” en fila. Al modificar las condiciones de ese sistema, los científicos lograron generar un horizonte de suceso artificial, la frontera invisible más allá de la cual nada puede escapar en un agujero negro real.

Lo más interesante del experimento ocurrió cuando el modelo comenzó a mostrar un aumento de temperatura, un efecto que los expertos describen como un brillo cuántico similar a la radiación de Hawking, predicha por el físico británico Stephen Hawking en 1974.

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¿Qué es la radiación de Hawking?

En la teoría de Hawking, los agujeros negros no son completamente oscuros. Debido a las fluctuaciones cuánticas del vacío en los límites del horizonte de sucesos, deberían emitir un tipo de radiación con características térmicas. En la práctica, este resplandor sería extremadamente débil y casi imposible de detectar en el cosmos.

Por esa razón, los físicos recurren a análogos de laboratorio: sistemas artificiales que imitan algunas propiedades de los agujeros negros para estudiar fenómenos que, en la naturaleza, son inaccesibles a la observación directa.

El horizonte sintético comenzó a brillar

En el experimento, el horizonte artificial afectó el comportamiento ondulatorio de los electrones y desencadenó un efecto térmico que coincidía con las predicciones teóricas. Sin embargo, ese “resplandor” solo apareció cuando parte de la cadena de átomos se extendía más allá del horizonte simulado.

Esto sugiere que el entrelazamiento cuántico de partículas situadas a ambos lados del horizonte sería clave para que surja la radiación de Hawking, según el estudio publicado en Physical Review Research.

Un modelo simple con implicaciones profundas

Aunque este agujero negro de laboratorio no tiene gravedad real ni curvatura del espacio-tiempo, su simplicidad es una ventaja. Permite a los científicos aislar variables y comprobar bajo qué condiciones aparece el fenómeno térmico. El equipo también descubrió que la radiación simulada solo era térmica en un rango específico de parámetros, lo que podría significar que la radiación de Hawking no es universal, sino dependiente de ciertos escenarios.

"Esto puede abrir un camino para explorar aspectos mecánico-cuánticos fundamentales junto con la gravedad y los espacio-tiempos curvos en diversos entornos de materia condensada", escribieron los investigadores.

El estudio abre la posibilidad de usar sistemas de materia condensada para explorar temas fundamentales como el entrelazamiento, la termodinámica cuántica y la relación entre gravedad y mecánica cuántica.