光物理学：光学的類似系における誘導ホーキング放射の反作用

ホーキング放射、すなわち、ブラックホールの事象の地平面における量子粒子の放射は、重力を量子力学および熱力学と結び付ける。しかし、ホーキング放射は天文学ではこれまで一度も観測されたことがなく、実験室の類似系でのみ観測されていて、宇宙空間でいずれ観測できる可能性は天文学的に低い。ホーキング放射のエネルギーは、ブラックホール周囲の重力場に由来するはずであるが、場の量子がどのようにホーキング量子を生成するのかは分かっていない。本論文で我々は、事象の地平面の光ファイバー類似系で、ホーキング放射を生成する過程についての実験的証拠と理論的証拠を報告する。こうした光学系では、重力の場合と同様に、ホーキング放射は複雑なカスケード過程に由来すると考えられてきたが、我々は、単純で直接的な過程を理論的に同定し、この過程が場にどのように反作用するかを実験的に観測した。我々の知見は、他の実験室類似系、そしておそらく重力場においても、同様に直接的な過程が存在することを示唆しており、ブラックホールがどのように放射し得るかについて手掛かりを与える。

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