Agujero negro acústico creado en condensado Bose-Einstein

Una de las muchas propiedades curiosas de los condensados ​​de Bose-Einstein (BEC) es que el flujo de sonido a través de ellos se rige por las mismas ecuaciones que describen cómo la luz es curvada por un campo gravitacional. Eso abre la posibilidad de todo tipo de diversión y juegos: en teoría, los físicos pueden reproducir con sonido y BEC cualquier forma perversa que tenga la gravedad con la luz.

Hoy, Oren Lahav y sus compañeros del Instituto de Tecnología de Israel, en Haifa, dicen que han creado el equivalente sónico de un agujero negro en un BEC. Eso es un logro, dado que los físicos se han preguntado acerca de esta posibilidad durante unos 30 años, y varios grupos con la capacidad de crear BEC han estado compitiendo para crear agujeros negros acústicos.

La idea general es establecer un flujo supersónico de átomos dentro del BEC. Las ondas sonoras que se mueven en contra de este flujo nunca pueden hacer ningún suelo. Entonces, la región donde el flujo cambia de subsónico a supersónico es un horizonte de eventos. Cualquier onda de sonido (o fonón) creada dentro del horizonte de eventos nunca puede escapar porque el flujo allí es supersónico. Ese es el agujero negro.

Lahav y compañía establecieron un flujo supersónico al crear un pozo de potencial profundo en medio de un BEC que atrae átomos. Los átomos fluyen hacia él, pero no pueden ceder su energía cuando llegan (ya están en su estado de energía más bajo), por lo que fluyen a través del pozo a una velocidad supersónica.

El resultado es una región dentro del BEC en la que los átomos se mueven a velocidad supersónica. Este es el agujero negro: cualquier fonón que tenga la mala suerte de perderse en esta región no puede escapar.

Una de las razones por las que los agujeros negros sónicos son tan apreciados es que deberían producir radiación de Hawking. La mecánica cuántica predice que pares de fonones virtuales con momento igual y opuesto deberían estar surgiendo y desapareciendo constantemente en los BEC.

Si uno de este par cruzara el horizonte de sucesos, sería succionado por el agujero negro, para nunca escapar. El otro, sin embargo, sería libre de seguir su camino. Esta corriente de fugitivos sería la famosa, pero aún no observada, radiación de Hawking.

Lahav y sus amigos aún no han llegado tan lejos, pero han dado un paso importante hacia la observación de la radiación de Hawking y claramente tienen los ojos puestos en este objetivo.

No hay escasez de competencia aquí, y la creación del primer agujero negro sónico seguramente estimulará la competencia. Espere ver a alguien reclamar pronto la primera observación de la radiación de Hawking.

Ref: arxiv.org/abs/0906.1337 : Un agujero negro sónico en un condensado de Bose-Einstein de densidad invertida

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