光学类比中受激发霍金辐射的逆向反应

《Nature》：Backreaction of stimulated Hawking radiation in an optical analogue

　　

摘要

霍金辐射¹——即在黑洞事件视界处产生的量子粒子辐射²——将引力与量子力学及热力学联系在一起^3，4，5。不过，霍金辐射至今仍未在天文观测中被发现，仅在实验室模拟系统中被观测到^{6，7，8，9}，而在太空中观测到它的概率极低⁹。霍金辐射的能量必定来自黑洞周围的引力场²，但场量子如何产生霍金量子至今仍是个谜。在此，我们报告了在光纤模拟的事件视界中产生霍金辐射的实验与理论证据^10，11。与引力场的情况类似²，人们原本认为霍金辐射源自一个复杂的级联过程¹²；而我们现在从理论上找到了一个简单直接的机制，并通过实验观测到了该机制对场的作用。我们的研究结果表明，其他实验室模拟系统也可能存在同样直接的机制^{6，7，8，13，14，15，16，17}，或许也适用于引力场，从而有助于揭示黑洞辐射的机制。