Une fibre optique simule un trou noir — et révèle un mécanisme que Hawking n’avait pas vu
Le rayonnement de Hawking — la lente évaporation des trous noirs prédite depuis 1974 — n’a jamais pu être observé directement. Toutefois, des physiciens allemands ont récemment observé pour la première fois sa rétroaction dans un analogue de trou noir créé à partir de lumière dans une fibre optique. Cette découverte révèle un mécanisme étonnamment simple, comme le rapporte une étude publiée dans Nature.
Contexte factuel
En 1974, Stephen Hawking a prédit que les trous noirs ne sont pas totalement invisibles. Selon lui, des effets quantiques proches de l’horizon des événements génèrent un faible rayonnement thermique qui emporte lentement de l’énergie. Cependant, ce rayonnement est si faible qu’il pourrait être impossible à distinguer du bruit de fond cosmique. De plus, la question de la rétroaction — comment un trou noir cède de l’énergie lorsqu’il émet ce rayonnement — demeure un mystère.
Données ou statistiques
Pour contourner l’impossibilité d’observer un vrai trou noir, les chercheurs ont construit des analogues en laboratoire. L’analogue utilisé dans cette étude, développé par Ulf Leonhardt de l’Institut Weizmann des Sciences, emploie des impulsions laser ultrarapides dans une fibre optique à motif spécifique. Des expériences antérieures avaient déjà recréé le rayonnement de Hawking analogique, mais cette fois, l’équipe de Lorenzo Procopio de l’Université de Paderborn a cherché à mer l’infime décalage de la première impulsion laser, équivalent au « recul » du trou noir.
Conséquence directe
Les résultats montrent que le rayonnement de Hawking dans ces analogues résulte d’un processus direct et unique, remettant en question les idées précédentes qui le considéraient comme le résultat d’interactions optiques complexes. Cette découverte pourrait améliorer notre compréhension de la manière dont les trous noirs s’évaporent et apporter des éclaircissements sur le paradoxe de l’information, une des questions fondamentales de la physique théorique.
Source : Nature
