تويت
وصل زوج من الباحثين، الأول من الجامعة الوطنية بتايوان، والآخر من مدرسة الفنون التطبيقية بفرنسا، إلى طريقة تسمح باختبار فكرة إشعاع هوكنغ ومفارقة المعلومات (Information Paradox) في المختبر. في ورقتهم العلمية المنشورة في مجلة مراجعة الرسائل الفيزيائية، قام كل من بيسين شين (Pisin Chen) وجيرارد مورو (Gerard Mourou) بشرح فكرتهم والصعوبات التي من المحتمل أن يواجهاها من أجل القيام بهذه التجربة.
ظهرت فكرة مفارقة المعلومات المحيطة بالثقوب السوداء عند قيام العلماء بمعالجة مشكلة تحطُّم المعلومات الفيزيائية عندما يتمُّ جذبها نحو الثقب الأسود، لتختفي بعد ذلك عند موت الثقب الأسود ــ فيما يبدو كانتهاكٍ لقوانين الفيزياء. بالعودة إلى سبعينات القرن الماضي، قام ستيفن هوكنغ بعرض فكرة مشهورة، تقول أنَّه في حال وجود فوتونين متشابكين قُرب أفق الحدث، بحيث ينجذب إحداهما نحو الثقب الأسود ويهرب الآخر، سنجد أن الفوتون الهارب سيحتفظ بالمعلومة، محافظًا عليها من الضياع، وهكذا يتم تجاوز المفارقة. منذ ذلك الحين، دأب الفيزيائيون على محاولة اختبار الفكرة، لكن طبعًا، نظرًا لاستحالة السفر وتجربة الفكرة على ثقبٍ أسود، بقيت الفكرة نظريَّةً فحسب. بهذا المَسعى الجديد، يؤمن الباحثَين بإمكانية وصولهما إلى طريقة تسمح باختبار إحدى هذه التجارب الصعبة للغاية هنا في مختبر على الأرض.
تُجرى التجربة عن طريق خلال تطوير آلية لمحاكاة سلوك الفوتونات قرب أفق حدث الثقب الأسود ــ ربما سيكون ذلك بتوليد زوج من الفوتونات المتشابكة واستعمال مرآة مُسرّعَة من أجل محاكاة تأثير جاذبية الثقب الأسود. في هذا السيناريو، سينعكس فوتون واحد (وهو الذي يمثل إشعاع هوكنغ) في حين لن ينعكس الفوتون الآخر ــ بل سيبقى في حالة حركة حتى تتوقف المرآة المُسرّعَة أخيرًا عن العمل.
من أجل إجراء التجربة، يقترح شين ومورو إرسال نبض ليزر عبر لوحة تصويب بلازميَّة. بحركته، سيقوم بخلق إلكترونات بإمكانها العمل كحدودٍ عاكسة متحركة. وأشار الباحثان أيضًا أنه، سيتعين الحفاظ على إرتفاع مستوى كثافة البلازما بإستمرار، وذلك من أجل الإبقاء على تسارُع المرآة. على هذا النهج، أجرى الباحثان مجموعة من التجارب البسيطة، لكنهما يؤكدان على صعوبة إجراء الإختبار بشكلٍ كبير، لكنه يظل ممكنًا. ويقترحان استعمال جيلٍ جديد من مسرعات الجسيمات تسمى بمسرع ويكفيلد للبلازما.
ظهرت فكرة مفارقة المعلومات المحيطة بالثقوب السوداء عند قيام العلماء بمعالجة مشكلة تحطُّم المعلومات الفيزيائية عندما يتمُّ جذبها نحو الثقب الأسود، لتختفي بعد ذلك عند موت الثقب الأسود ــ فيما يبدو كانتهاكٍ لقوانين الفيزياء. بالعودة إلى سبعينات القرن الماضي، قام ستيفن هوكنغ بعرض فكرة مشهورة، تقول أنَّه في حال وجود فوتونين متشابكين قُرب أفق الحدث، بحيث ينجذب إحداهما نحو الثقب الأسود ويهرب الآخر، سنجد أن الفوتون الهارب سيحتفظ بالمعلومة، محافظًا عليها من الضياع، وهكذا يتم تجاوز المفارقة. منذ ذلك الحين، دأب الفيزيائيون على محاولة اختبار الفكرة، لكن طبعًا، نظرًا لاستحالة السفر وتجربة الفكرة على ثقبٍ أسود، بقيت الفكرة نظريَّةً فحسب. بهذا المَسعى الجديد، يؤمن الباحثَين بإمكانية وصولهما إلى طريقة تسمح باختبار إحدى هذه التجارب الصعبة للغاية هنا في مختبر على الأرض.
تُجرى التجربة عن طريق خلال تطوير آلية لمحاكاة سلوك الفوتونات قرب أفق حدث الثقب الأسود ــ ربما سيكون ذلك بتوليد زوج من الفوتونات المتشابكة واستعمال مرآة مُسرّعَة من أجل محاكاة تأثير جاذبية الثقب الأسود. في هذا السيناريو، سينعكس فوتون واحد (وهو الذي يمثل إشعاع هوكنغ) في حين لن ينعكس الفوتون الآخر ــ بل سيبقى في حالة حركة حتى تتوقف المرآة المُسرّعَة أخيرًا عن العمل.
من أجل إجراء التجربة، يقترح شين ومورو إرسال نبض ليزر عبر لوحة تصويب بلازميَّة. بحركته، سيقوم بخلق إلكترونات بإمكانها العمل كحدودٍ عاكسة متحركة. وأشار الباحثان أيضًا أنه، سيتعين الحفاظ على إرتفاع مستوى كثافة البلازما بإستمرار، وذلك من أجل الإبقاء على تسارُع المرآة. على هذا النهج، أجرى الباحثان مجموعة من التجارب البسيطة، لكنهما يؤكدان على صعوبة إجراء الإختبار بشكلٍ كبير، لكنه يظل ممكنًا. ويقترحان استعمال جيلٍ جديد من مسرعات الجسيمات تسمى بمسرع ويكفيلد للبلازما.