Observation of stationary spontaneous Hawking radiation and the time evolution of an analogue black hole
Technion—Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究通过六次观测确认原子凝聚体中模拟黑洞的自发霍金辐射为稳态，并追踪其时间演化，发现内视界引发受激辐射且以博戈留波夫-切连科夫-朗道机制为主。
2025-10-28 gr-qc
Mechanism of stimulated Hawking radiation in a laboratory Bose-Einstein condensate
我们使用Gross-Pitaevskii方程模拟准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中的声波黑洞类似物，该方程与Steinhauer [Nat.Phys.10，864（2014）]最近实验的配置相匹配。该模型与实验观测的重要特征吻合良好，证明了它们的流体动力学性质。我们发现，零频率的头波产生的内部（白洞）的地平线，它的增长与背景凝聚密度的平方成比例。黑洞和白洞视界的相对运动在黑洞处产生了头波的多普勒频移，在那里它激发了单色霍金辐射的发射。使用时间和空间窗口傅立叶光谱的冷凝物的机制被确认。因此，在没有自放大霍金辐射存在的情况下，可以完全解释与实验中类似的平均场行为。
2017-08-19 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Symplectic circuits, entanglement, and stimulated Hawking radiation in analog gravity
我们引入了一套方便的分析工具（高斯形式）和图表（辛电路）来分析模拟引力中的多模散射事件，如黑洞和白洞模拟事件视界对创建a lá Hawking。该图被证明是有价值的ansatzes的散射动力学，特别是在设置直接的分析结果是不直接的，而必须依赖于数值模拟。我们使用这些工具来研究单视界和多视界场景中的纠缠产生，特别是当霍金过程被经典（例如，热噪声）和非经典（例如，单模压缩真空）输入态--例如，表明初始压缩可以增强纠缠的产生，并克服初始热涨落对输出纠缠的有害影响。为了进一步接触实际问题，我们研究衰减如何降低霍金对之间的量子相关性。我们所采用的技术一般适用于（高斯）玻色子量子系统的模拟重力设置，如光学模拟和玻色-爱因斯坦凝聚体中产生的模拟视界，并且应该在这些领域中具有很大的实用性。我们显示这些技术的适用性，把他们在行动中的光学系统包含一对白色-黑洞模拟，扩展我们以前的分析[物理评论快报。128，091301（2022）]。
2022-09-22 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Non-linear Processes and Stimulated Hawking Radiation in Hydrodynamics for Decelerating Subcritical Free Surface Flows with a Subluminal Dispersion Relation
在\cite{PRL2011}中，作者{ \it“进行了实验，以验证流体模拟重力系统中白洞视界处受激霍金过程的热性质”}，即引起负能量波的线性模式转换，即天体物理学中霍金效应根源的经典成分。然而，在这里，我们表明，这些实验在温哥华经营的弱非线性制度，模糊他们的情况下，在尼斯的开创性实验在一个较强的非线性制度\cite{NJP2008}。最后，我们揭示了这些问题上的一些光，通过证明，在逆流水波的线性转换发生或没有色散的白洞地平线预期在尼斯实验中，无论频率是保存在整个过程中提供的波-流相互作用过程中没有波浪破碎。主要的新颖之处是免费的作用（而不是强迫像往常一样，在非线性效应）谐波产生的尼斯（至少刺激模式）和温哥华（仅转换模式）实验的解释。不幸的是，光谱的热性并没有在温哥华实验的普瓦捷再现中得到证明，这是基于对散射系数本身的分析，而不仅仅是像以前那样对它们的比率进行分析。
2021-12-23 gr-qc physics.flu-dyn
GW190521: Search for Echoes due to Stimulated Hawking Radiation from Black Holes
本研究针对GW190521双黑洞并合事件，用两套独立方法搜寻受激霍金辐射产生的引力波回声，得到与理论预期相符的初步证据，为下一代探测器验证黑洞量子结构提供依据。
2023-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Paradox No More: How Stimulated Emission of Radiation Preserves Information Absorbed by Black Holes
Michigan State University（密歇根州立大学）
通过考虑受激发射，研究显示黑洞吸收的信息可通过辐射恢复，终结信息丢失悖论。
2025-02-08 gr-qc quant-ph
Observation of quantum Hawking radiation and its entanglement in an analogue black hole
我们观测到了原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的类黑洞在量子真空涨落的激发下发出的自发霍金辐射。观测到了黑洞外的霍金粒子与黑洞内的伙伴粒子之间的相关性。这些关联表明了霍金辐射的近似热分布。我们发现，高能量对纠缠，而低能量对没有，在合理的假设，不同频率的激发不相关。纠缠验证了霍金辐射的量子性质。结果与驱动振荡实验和数值模拟相一致。
2017-08-08 gr-qc
Black holes and Hawking radiation in spacetime and its analogues
这些笔记介绍了黑洞几何的基本原理，真空的热性，以及时空及其类似物中的霍金效应。讨论了模拟模型中的受激发射、霍金辐射、普朗克问题、短波色散和白洞辐射。没有微分几何、广义相对论或弯曲时空中的量子场论的先验知识。
2012-12-31 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Hawking radiation in optics and beyond
霍金辐射最初是在天体物理学中提出的，但它已被推广并扩展到其他物理系统，并获得类似霍金辐射的名称。在过去的二十年里，人们多次尝试在实验室中测量它，其中最成功的系统之一是光学系统。光在电介质材料中的相互作用会引起类似的霍金效应，事实上，它的受激版本已经被检测到，目前正在寻找自发信号。简要回顾了霍金辐射的一般推导过程，重点讨论了它的光学模拟，并给出了一些新的数值结果。最后，我们呼吁推广霍金辐射这个术语。
2020-02-18 gr-qc quant-ph
Analogue gravity by an optical vortex. Resonance enhancement of Hawking radiation
相干光在克尔非线性介质中的传播可以映射到等效流体的流动上。在这里，我们使用这种映射来模拟条件的旋转黑洞附近的拉盖尔-高斯涡旋光束。我们用弯曲空间中的波动方程描述了电场的相位和振幅的弱涨落，其度量与Kerr度量相似。我们发现的事件视界和ergoregion边界的位置，以及超辐射的发病条件，这同时是在模拟霍金辐射共振的条件。共振强烈地增强了在某些频率下的指数弱霍金辐射，并使其实验观察成为可能。
2017-08-04 gr-qc physics.optics
Density correlations from analogue Hawking radiation in the presence of atom losses
霍金辐射的声波模拟现在可以在包含声学黑洞的玻色-爱因斯坦凝聚体中通过实验重现。在这些实验中，信号强度和类似的霍金温度增加了致密的凝聚体，然而，这也增加了原子损失的非弹性碰撞。为了确定这些如何影响模拟霍金辐射，我们数值模拟在原子损失的情况下，在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生后者。特别是，我们探索修改的密度-密度相关性，通过辐射分析到目前为止。我们发现，损失增加了相关信号的对比度，我们归因于加热，这反过来又导致受激辐射的一个组成部分，除了自发的。另一个间接的结果是白洞不稳定性模式的改变。
2022-02-22 cond-mat.quant-gas gr-qc
Optical Black-hole Analog Created by Topological Phase Transition with a Long-lived Horizon
霍金辐射是弯曲时空中量子场论的一种表现形式，它激发了对各种类似黑洞的理论和实验研究。然而，对霍金辐射的无可争议的确认仍然难以捉摸。一个挑战是难以实现具有长寿命视野的BH模拟结构。在这里，我们从理论上证明了一种新型的光学BH模拟的基础上光锥演化与拓扑相变的狄拉克锥。从II型到I型狄拉克/外尔锥的过渡创造了一个类似的弯曲时空，它穿过III型狄拉克/外尔锥，这提供了一个长寿命事件视界的稳定配置。穿过视界的光子发射出霍金辐射光谱。作为一个例子，我们设计了一个实验室版本的非均匀二维类石墨烯拓扑光子晶格的霍金温度为0.14 mK。理解这种独特拓扑BH中的类霍金辐射不仅本身具有根本意义，而且还可能为引力物理学提供新的线索。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Hawking spectrum for a fiber-optical analog of the event horizon
霍金辐射被认为是比引力物理学更普遍的现象，特别是在实验室类似的事件视界中。在这里，我们考虑光纤模拟的事件视界，在光纤中的强光脉冲建立地平线的探测光。然后，我们在一个实验可实现的系统中计算了霍金谱。我们发现，霍金辐射在群速度视界附近达到峰值，在群速度视界中，脉冲的速度与探测光的群速度相匹配。在脉冲速度与光的相速度相匹配的相视界处，辐射几乎消失。
2016-06-07 gr-qc physics.optics quant-ph
Classical aspects of Hawking radiation verified in analogue gravity experiment
弯曲时空中的场的传播与明渠流中的浅水波有相似之处。通过将流线型障碍物放入明渠水流中，我们在障碍物上方创建了一个高速区域，其中可以包括波位。长（浅水）波向上游传播到这个区域被阻止，并转换为短（深水）波。这与白洞（黑洞的时间倒数）的受激霍金辐射类似。转换波的振幅的测量表明，它们成对出现，是经典相关的;转换过程的频谱由玻尔兹曼分布描述;而玻尔兹曼分布由穿过白洞视界的流量变化决定。
2013-02-02 gr-qc
Analogue Hawking radiation in nonlinear quantum optics
Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional（国立理工学院高等物理与数学学院）；Department of Physics, Cinvestav（墨西哥国立理工大学应用物理研究中心）
非线性量子光学中的光纤系统实现了类霍金辐射，通过模拟事件视界来探索引力现象的量子光学表现。
2026-03-03 gr-qc physics.optics quant-ph
Resonant Hawking radiation in Bose-Einstein condensates
我们研究了玻色凝聚原子的渐近亚音速和超音速流动的双势垒界面分离区域。这些装置包含至少一个黑洞的声波视界，从那里应该产生类似霍金辐射的物质，并在亚音速区域中逆着气流发射。多重相干散射的双势垒结构强烈调制声子的传输概率，使其非常敏感的频率。结果，共振隧穿在几个窄的频率间隔内以高概率发生。这会产生具有尖峰的高度非热光谱。我们发现，这些峰值大多与衰减共振，只是偶尔的动力学不稳定性。即使在可达到的非零温度下，辐射峰值也可以由自发发射（即增强的零点波动）主导，而不是像模拟模型中那样由受激发射主导。
2011-05-18 cond-mat.quant-gas gr-qc
Quantum simulation of Hawking radiation and curved spacetime with a superconducting on-chip black hole
该研究利用10个超导transmon量子比特与9个可调耦合器构建片上模拟黑洞，观测到受激霍金辐射并测量弯曲时空纠缠动力学，为黑洞特性研究提供可编程超导量子模拟平台。
2023-06-03 cond-mat.other gr-qc quant-ph
Optical geometry for gravitational collapse and Hawking radiation
二十多年前，光学几何的概念作为静态背景下的量子场论的一个正式工具被引入，最近，它在研究致密物体周围的物理过程中得到了一些应用。本文定义了球对称引力坍缩的光学几何，目的是将现有的形式主义推广到物理上有趣的非共形静态时空。治疗是完全一般的，但作为一个例子，我们也讨论了特殊情况下的奥本海默-斯奈德模型。对后期时间行为的分析表明，引力坍缩的光学时空结构与具有加速边界的平坦时空结构之间存在着密切的对应关系。因此，光学几何学为基于“移动镜类比”的霍金效应的推导提供了一种自然的物理解释。最后，我们从光学几何的角度简要讨论了黑洞蒸发中的逆反应问题和信息佯谬。
2000-05-24 gr-qc
Robustness of entanglement in Hawking radiation for optical systems immersed in thermal baths
本文研究光学类比系统中霍金辐射纠缠对环境热涨落的鲁棒性，发现视界以近光速运动时相对速度与色散的相互作用可保护纠缠，使系统能承受远高于霍金温度的环境温度。
2022-11-18 cond-mat.other gr-qc quant-ph
Nonthermal Spectrum of Hawking Radiation
结果表明，对于霍金辐射的热谱，即使包含了存储在纠缠Minkowski真空中的纠缠信息，黑洞的信息损失佯谬仍然存在.为了避免这种不一致性，霍金辐射的光谱必须是非热的。在重新考虑霍金效应的推导后，我们发现热谱实际上是由Bogolubov系数推导中的几何光学近似引起的。当处理得更精确一点时，我们得到了Hawing辐射的一些非热谱，在几何光学近似下，这些谱退化为热谱。
2015-11-16 gr-qc hep-th
Instabilities in an optical black-hole laser
研究了非线性色散光纤中光场的哈密顿量。通过模拟霍金效应，在光学事件视界附近自发产生量子场涨落。最简单的模型被认为是一个光学黑洞激光器，其中的霍金辐射的产生和放大内形成的两个视界：一个黑洞和一个白洞的空腔。研究发现，共振霍金辐射起源于一组离散的不稳定性和视界外的隧道。最后，将数值结果与共振和不稳定条件进行了比较，并建立了一个唯象模型，给出了清晰的物理图像。
2020-11-09 gr-qc quant-ph
