Ini dimulai dengan serat. Hanya sehelai kaca tipis. Dan keluarlah cahaya lubang hitam yang mendorong mundur.
Selama beberapa dekade, prediksi terkenal Stephen Hawking hanya sebatas prediksi. Kami belum melihat radiasinya bocor dari monster sebenarnya di langit. Cahayanya terlalu redup, jaraknya terlalu jauh. Jadi, tim fisikawan menjadi kreatif. Mereka membujuk efek dari serat kristal fotonik di meja laboratorium. Dan untuk pertama kalinya mereka menyaksikan cahaya bereaksi terhadap sumbernya.
“Jacob Bekenstein memperkirakan lubang hitam memiliki suhu. Hawking menghitung radiasinya. Ini menyatukan fisika kuantum dan relativitas umum.”
— Ulf Leonhardt, Institut Weizmann
Radiasi Hawking ada di tempat teori-teori besar saling bertentangan. Relativitas umum menyukai ruangwaktu yang mulus dan berkesinambungan. Mekanika kuantum menekankan pada lompatan yang berombak dan terpisah. Mereka saling membenci. Belum ada seorang pun yang berhasil merekonsiliasi mereka sepenuhnya.
Konflik inilah yang menyebabkan radiasi sangat sulit dipahami. Para astronom tidak menemukannya. Pernah. Terlalu redup untuk dipisahkan dari kebisingan kosmik. Jadi kami membuat analog. Air mengalir. Atom yang sangat dingin. Sekarang ringan.
Tujuannya tetap sama. Meniru matematika. Ciptakan kembali cakrawala.
Bagaimana cara menghentikan cahaya? Anda membuat medium bergerak lebih cepat daripada cahaya itu sendiri.
Leonhardt menggambarkannya sebagai perenang yang melawan arus. Kemenangan saat ini. Perenang akan terhanyut melewati titik yang tidak bisa kembali lagi. Itulah cakrawala peristiwa. Di luar angkasa, ruangwaktu sendiri jatuh ke dalam lebih cepat daripada $c$. Di laboratorium, cahaya menciptakan media bergerak.
Optik nonlinier membuat cahaya bertindak seperti material. Para peneliti menembakkan pompa yang kuat ke dalam serat. Struktur kristal fotonik. Itu menyambungkan kaca dengan saluran udara untuk menyesuaikan kecepatan.
Denyut pompa menyebabkan benturan pada kaca. Sebuah penghalang yang bergerak. Ia melaju ke depan dengan kecepatan cahaya secara efektif.
Kemudian gelombang probe yang lebih lemah mengejarnya. Probe itu menabrak penghalang. Ia tidak bisa mengikuti.
Cakrawala buatan terbentuk.
Teori Hawking mengatakan partikel terbentuk berpasangan. Satu lolos. Yang lain jatuh. Dalam lubang hitam nyata, pasangan batinnya memiliki “energi negatif” yang menguras massa.
Di serat, pasangannya muncul dalam spektrum ultraviolet.
“Kami menghitung foton… sekitar 233 nan meter. Itu adalah sinyalnya.”
— Leonhardt
Inilah kejutannya. Kebanyakan orang berasumsi bahwa ada kaskade. Konversi langkah demi langkah. Satu bentuk menjadi bentuk lainnya hingga radiasi muncul. Berantakan. Tidak langsung.
Tim menemukan hal itu terjadi dalam satu pukulan bersih. Interaksi langsung. Pompa bertemu probe. Pasangan Hawking muncul. Segera. Sederhana.
Yang lebih sederhana lagi adalah reaksi baliknya.
Menciptakan energi membutuhkan biaya. Sumbernya harus mundur. Lubang hitam yang sebenarnya menguap selama ribuan tahun dan kehilangan massanya sedikit demi sedikit. Lubang hitam laboratorium akan kehilangan sedikit warna terangnya.
Itu terjadi. Denyut pompa bergeser. Hanya sebagian kecil. Pola spektral yang miring. Sidik jari.
Eksperimen sebelumnya melewatkannya. Yang ini tidak.
Mengapa hal ini lebih penting daripada trik keren?
Ini mengatasi mimpi buruk trans-Planckian.
Telusuri radiasi Hawking hingga kelahirannya. Perhitungannya membutuhkan gelombang yang lebih kecil dari panjang Planck. Di situlah ruang dan waktu menjadi tidak masuk akal. Dimana fisika terkenal mati. Jika fondasinya tidak ada mengapa prediksi tersebut harus dipertahankan?
“Setiap cahaya yang keluar akan terentang sangat besar,” kata Leonhardt. “Itu berasal dari skala yang fisikanya tidak diketahui.”
Eksperimen tersebut menjawab keraguan tersebut.
Cahayanya tetap bersifat termal. Bahkan dari kekosongan skala sub-Planck.
Apa selanjutnya? Laser yang digunakan saat ini bersifat klasik. Ini meniru spektrum. Tapi bukan keanehan kuantum.
Mereka berencana untuk mencapai kuantum penuh berikutnya. Berburu keterikatan. Ikatan hantu antara foton yang lepas dan pasangannya yang hilang di dalam cakrawala.
Itu akan menutup kesepakatan.
Atau akankah itu terjadi.
