Vývoj experimentu byl skutečně nečekaný, posloužil však k rozšíření obzorů současného poznání.
Již desítky let se snažíme pochopit fungování vesmíru v měřítku, které bylo dříve nemožné. Objevily se před námi šílené teorie, jako je generování energie prostřednictvím černých děr, ale nejen to, naše znalosti o existujících horizontech v našem myšlení se měnily způsobem, který je stejně pozoruhodný jako zvláštní. Proto jsme zjistili, že bylo objeveno, že malé černé díry mohou existovat kdekoli. Tým vědců v roce 2022 simuloval černou díru v laboratoři a to, co objevili, bylo docela kuriózní, protože začala zářit.
Průlom, který je stejně překvapivý jako složitý na pochopení.
Vědcům se podařilo vytvořit tento syntetický horizont náhlou změnou v jednoduchém kvantovém systému, konkrétně v jednorozměrné mřížce částic. Po této změně se systém chová podobně jako v přítomnosti skutečného horizontu a vytváří „tepelný“ neboli teplý stav, tedy něco, co se běžně vyskytuje v blízkosti černé díry. Překvapivé je, že teplota, která v tomto systému vzniká, je stejná, jakou bychom očekávali u jevu známého jako Unruhovo záření, který souvisí se zrychlením a horizontem. Prozaičtěji by se dalo říci, že vědecký tým vytvořil v laboratoři identické podmínky černé díry, ale nečekal, že černá díra začne zářit.
Zjednodušeně řečeno: představte si na chvíli, že pozorujete vesmír z prudce zrychlující kosmické lodi. V takovém případě byste mohli vnímat prázdný prostor jako zaplněný horkými částicemi, a to v důsledku extrémního zrychlení. Právě to Unruhův efekt předpovídá a právě to se těmto vědcům podařilo v laboratoři simulovat pomocí kvantové mřížky.
Zajímavé na tomto přístupu je, že umožňuje v laboratoři rekonstruovat to, co se děje v mnohem složitějších systémech, jako jsou černé díry, ale způsobem, který je pro vědce mnohem přístupnější. Syntetický horizont se chová, jako by byl zdrojem tepla, což otevírá dveře ke studiu těchto jevů v jednodušších experimentech a v kontrolovaném prostředí. Umožňuje nám také mnohem lépe pochopit, jak by mohly fungovat.
Stručně řečeno, tento průlom by nám mohl pomoci lépe pochopit, jak horizonty, černé díry a podobné jevy fungují, aniž bychom se museli přiblížit k horizontu skutečné černé díry. To by mohlo v budoucnu usnadnit studium základních aspektů kvantové fyziky a gravitace, ale zároveň to otevírá řadu otázek. Jak už to tak ve vědě bývá, když si položíte otázku,
Vědci ve svém experimentu manipulovali s tím, jak se částice pohybují v řetězci, a měnili rychlost, s jakou přeskakují z jednoho bodu do druhého. Ve středu tohoto řetězce se částice zpomalí natolik, že nikdy nepřekročí vytvořený syntetický horizont, který generuje tento tepelný stav.
Tým vědců tedy našel před dvěma lety způsob, jak studovat určité aspekty fyziky pomocí tzv. syntetických horizontů. Zjednodušeně řečeno, horizont je bariéra, za kterou nelze vidět ani poslat žádnou informaci, jako je například okraj černé díry. Ačkoli tento koncept pochází z fyziky gravitace, vědcům se jej podařilo znovu vytvořit v laboratoři pomocí modelů kvantové hmoty, což umožňuje zkoumat složité myšlenky kontrolovanějším způsobem. Článek lze nalézt v otevřeném přístupu v prestižním časopise Physical Review Research.