Primera observación de la radiación de Hawking

Hawking la predijo que en 1974. Ahora los físicos dicen que la han visto por primera vez.

Desde hace algún tiempo, los astrónomos han estado explorando los cielos en busca de signos de la radiación Hawking. Hasta ahora, nadie había encontrado nada.
Hoy en día, parece como si hubieran sido golpeados por la mano de un grupo de físicos que dicen que han creado la radiación Hawking en su laboratorio. Estos chicos parece que puedan producir la radiación Hawking en forma clara repetible y, en última instancia, confirmar la predicción de Hawking.

Los físicos desde hace mucho tiempo se dieron cuenta de que, en la escala más pequeña, el espacio se llena de una burbujeante “melee” de partículas que saltan dentro y fuera de la existencia. Estas partículas se forman en pares partícula-antipartícula y se aniquilan rápidamente, devolviendo su energía al vacío.

Hawking llegó a pensar en lo que podría suceder a los pares de partículas que se forman en el borde de un agujero negro. Se dio cuenta de que si una partícula de la pareja cruzase el horizonte de sucesos, nunca podría volver. Sin embargo, su “socia” en el otro lado sería libre de irse.

Para un observador se vería como si el agujero negro produjese un flujo constante de partículas cuánticas, lo que se conoce como radiación de Hawking.

Desde entonces, otros físicos han señalado que los agujeros negros no son el único lugar donde los horizontes de eventos se pueden formar. Cualquier medio en el que las ondas viajen puede apoyar un horizonte de sucesos y, en teoría, debería ser posible ver a la radiación de Hawking en estos medios también.

Hoy en día, Franco Belgiorno de la Universidad de Milán y algunos compañeros dicen que han producido la radiación de Hawking por el disparo de un intenso pulso láser a través de un material no lineal, que es aquel en la que la propia luz cambia el índice de refracción del medio.

A medida que el pulso se mueve a través del material, también cambia el índice de refracción, creando una especie de ola de proa en la que el índice de refracción es mucho mayor que el material circundante.

Este aumento en el índice de refracción hace que cualquier luz de cara a que se ralentice. "Al elegir las condiciones apropiadas, es posible llevar las ondas de luz a un punto muerto", dice Belgiono. Esto crea un horizonte más allá del cual la luz no puede penetrar, lo que los físicos llaman un horizonte de eventos de agujero blanco, lo contrario de un agujero negro.

Los agujeros blancos no son tan diferentes a los agujeros negro (de hecho de Hawking sostiene que son formalmente equivalentes). Y no es difícil imaginar lo que ocurre con los pares de partículas que se forman en este tipo de horizonte. Si una de las dos cruza el horizonte, no pueden progresar y así se queda atrapada. La otra es libre de irse. Así que el horizonte parece que estuviera generando partículas cuánticas.

Esta es la radiación que Belgiorno y co dicen que han estado observando cuando hacen incidir un potente láser infrarrojo sobre una muestra de silicio fundido. El pulso tiene una frecuencia de 1055nm pero la luz que ellos ven emerger en los ángulos apropiados ronda los 850 nm.

Por supuesto, la gran pregunta es si la luz emitida es generada por algún otro mecanismo como la radiación Cherenkov, la dispersión o, en particular, la fluorescencia, que es la más difícil de descartar.

Sin embargo, Belgiorno y sus amigos dicen que se puede descartar todas estas fuentes de luz para la radiación que ven. En particular, los de la luz fluorescente pues difiere en varios aspectos importantes de las emisiones que ven. Por lo tanto, deben estar viendo la radiación de Hawking, concluyen.

Esa es una afirmación sorprendente y que muchos físicos comprobar antes de abrir botellas de champán.

¿Por qué es importante?
Una de las razones es que la radiación de Hawking es la única manera conocida de que un agujero negro se evapore y por lo que una prueba de su existencia tendrá efectos profundos en la cosmología y la manera en que el universo va a terminar.

Y ahora que ha sido observada una vez, se espera una ola de anuncios a medida de que otros investigadores repitan el resultado.

 

Cabe añadir que esta información hay que tomarla con cautela y esperar que otros la confirmen, pero es muy prometedora.