Forscher am Technion in Haifa, Israel, haben im Labor ein Schwarzes Loch Analogon erzeugt. Dazu verwenden sie ein speziell präpariertes Bose-Einstein Kondensat.
Schwarze Löcher Analoga wurden von Bill Unruh in den 1980ern als pädagogisches Beispiel eingeführt: man hat eine Strömung in einem beliebigen Medium (z.B. Wasser oder ein Bose-Einstein-Kondensat) mit einer ortsabhängigen Schallgeschwindigkeit und einer ortsabhängigen Strömungsgeschwindigkeit. Die Region in der die Strömungsgeschwindigkei grösser ist als die Schallgeschwindigkeit ist analog zu einem Schwarzen Loch, da aus dieser Region Schallwellen nicht entweichen können, sondern mit dem Medium mitströmen - ähnlich wie ein Fisch, der langsamer schwimmt als der ihn mitreissende Fluss, und daher nicht flussaufwärts schwimmen kann. Die Region bei der beide Geschwindigkeiten übereinstimmen nennt man Horizont.
Statt der Bezeichnung "Schwarzes Loch Analogon" kann man hier auch von "Stummen Löchern" sprechen, da aus ihnen keine Geräusche entweichen können. Es gibt auch "Taube Löcher", die das Analogon zu Weissen Löchern darstellen. Hier handelt es sich um Regionen, in die keine Signale eindringen können.
Die einfachste Art ein Weisses Loch Analogon zu erzeugen ist den Wasserhahn über einem Waschbecken stark aufzudrehen (siehe Titelbild): es gibt zwei deutlich erkennbare Phasen, die Weisse Loch Region um den Wasserstrahl herum in der keine Wellen zu sehen sind, und die vom Wasserspiegel her deutliche tiefere Aussenregion, in der Wasserwellen erzeugt werden könenn um Signale innerhalb dieser Region zu transportieren. Ein Analogon zu einem rotierenden Schwarzen Loch kann man erzeugen, indem man aus einer vollen Badewanne den Stöpsel zieht und wartet bis sich beim Abfluss ein Strudel bildet.
Auf wesentlich aufwändigere Art ist es nun Wissenschaftern in Haifa gelungen ein Schwarzes Loch Analogon mit einem Bose-Einstein Kondensat zu erzeugen. Das Ziel ist hierbei nicht bloss die Erzeugung des "Tauben Loches", sondern vor allem die Messung seiner Eigenschaften und die Bestätigung des Hawkingeffektes, der bei astrophysikalischen Schwarzen Löchern unmessbar klein ist.
Obwohl die Hawkingstrahlung in dem neuen Experiment nicht nachgewiesen werden konnte, wurde immerhin die Hawkingtemperatur gemessen und die Position der Horizonte (Schwarzes/Weisses Loch) genau bestimmt, und zwar beides als Funktion der Zeit. Interessanterweise nimmt die Hawkingstrahlung zunächst zu, wie bei einem "echten" Schwarzen Loch, zu einem späteren Zeitpunkt aber wieder ab, in Einklang mit theoretischen Erwartungen. Der Ereignishorizont wächst zunächst an, wird dann aber rasch kleiner. Diese Effekte hängen aber nicht mit dem Hawkingeffekt zusammen, sondern mit der Entstehungsgeschichte des "Tauben Loches". Die Ergebnisse sind in einer passenden Graphik auf Seite 13 der Publikation zusammengefasst (siehe Link unten).
Da die Gruppe in Haifa nicht die einzige Gruppe ist, die an der experimentellen Erzeugung von Schwarzen Loch Analoga arbeitet, werden wir vermutlich in den nächsten Jahren von vielen weiteren Beispielen Tauber und Stummer Löcher hören. Möglicherweise wird eines dieser Beispiele helfen, die Physik der Hawkingstrahlung besser zu verstehen und experimentell zu verifizieren.
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