Czarne dziury są grawitacyjnymi potworami, które pochłaniają otaczającą je materię. Współczesna fizyka zakłada, że po „skonsumowaniu” informacja na temat tej materii nieodwracalnie znika. Nowy eksperyment sugeruje jednak, że może istnieć sposób wykorzystania mechaniki kwantowej, aby uzyskać wgląd do wnętrza czarnej dziury.
Kevin Landsman uważa, że w fizyce kwantowej informacje nie mogą zostać utracone. Zamiast tego mogą być ukryte lub zakodowane między subatomowymi, nierozerwalnie połączonymi cząsteczkami. W latach siedemdziesiątych słynny fizyk Stephen Hawking udowodnił, że czarne dziury mogą się kurczyć z upływem czasu. Zgodnie z prawami mechaniki kwantowej pary cząsteczek spontanicznie pojawiają się tuż poza horyzontem czarnej dziury. Jedna z tych cząstek następnie wpada do środka, podczas gdy druga jest wypychana na zewnątrz, „kradnąc” w tym procesie niewielką ilość energii. W skrajnie długich skalach czasowych tej energii jest tak dużo, że czarna dziura wyparuje. W efekcie powstaje tzw. promieniowanie Hawkinga.
Czytaj też: Rzadko spotykana czarna dziura zaobserwowana w centrum Drogi Mlecznej
Mechanika kwantowa mówi, że informacja o cząstce – jej masie, pędzie, temperaturze itd. – nigdy nie może zostać zniszczona. Zasady względności jednocześnie stwierdzają, że cząstka, która przybliżyła się do horyzontu zdarzeń czarnej dziury spowoduje, żeinformacja o niej nie może być odzyskana. W ramach nowego eksperymentu Landsman i jego współpracownicy wykorzystali cząstkę uciekającą na zewnątrz. Ponieważ jest ona związana z drugą cząsteczką z pary, może dostarczyć na jej temat wiele informacji.
Z oczywistych powodów autorzy eksperymentu nie mogli wykorzystać prawdziwej czarnej dziury. Stworzyli więc komputer kwantowy, który wykonywał obliczenia z wykorzystaniem splątanych bitów kwantowych lub tzw. kubitów – podstawowej jednostki informacji wykorzystywanej w komputerach kwantowych. Następnie stworzyli prosty model wykorzystujący trzy jądra atomowe iterbu – wszystkie były ze sobą splątane. Fizycy byli w stanie wywnioskować, kiedy cząstki w tym układzie zostały wymieszane i w jakim stopniu.
[Źródło: livescience.com]
Czytaj też: Astronomowie poznali kolejne tajemnice czarnych dziur
