科学家们越来越接近能够发现霍金辐射 —— 这种难以捉摸的热辐射被认为是由黑洞的事件视界产生的。只是，理解这种辐射的概念很棘手，更不用说找到它了。

一项新的研究建议，创建一种特殊的量子电路来充当“黑洞激光器”，从本质上模拟黑洞的某些特性。与之前的研究一样，这个想法是，专家们可以观察和研究霍金辐射，而无需实际观察任何真正的黑洞。

黑洞激光示意图

实际上，基本原理比较简单。黑洞是扭曲时空的物体，甚至连光波都无法逃脱。将时空换成其他一些物质（例如水）并使其流动得足够快，这样通过的波就会慢得无法逃逸，这样你就得到了一个相当基本的模型。

许多例子还包括一个“白洞”等价物 —— 一种向后的黑洞，波只能逃逸，但不能进入。

在最新的设计尝试中，研究人员建议使用一种具有自然界中没有的结构材料，这种材料经过精心设计，使其内部的粒子移动速度比光通过的速度更快。

上图：黑洞激光器的图示

主持这项研究的日本广岛大学的物理学家Haruna Katayama表示：“超材料元素使霍金辐射在视界之间来回传播成为可能。”

新设计的目的是将霍金辐射放大到足以被测量的程度，为了实现这一点，Haruna Katayama还使用了所谓的约瑟夫森效应 —— 一种不需要任何电压的连续电流流动的现象。

在超材料的使用和约瑟夫森效应的帮助下，这一提议有望超越以往的尝试，即在理论上解释“黑洞激光器”可能是什么样子，即使实际组装一个黑洞激光器还有待完成。

研究表明，这样的电路可能会产生所谓的孤子 —— 一种局部的、自我增强的波形，能够保持其速度和形状，直到系统被外部因素破坏。

物理学家Haruna Katayama解释道：“与之前提出的黑洞激光器不同，我们的版本在单个孤子内形成了一个黑洞/白洞腔，霍金辐射在孤子之外发射，因此我们可以对其进行评估。”

最终，该系统将允许以数学方式测量两个粒子（一个在事件视界内，一个在事件视界外）之间的量子相关性，而无需同时观察它们。

这就是霍金辐射被认为是如何产生的，作为纠缠粒子对。它的发现，将使我们更接近一个统一的循环理论，将量子力学和广义相对论联系在一起。

当然，要使这种黑洞激光器成为现实，仍然存在挑战。但如果科学家能够正确地配置它，它不仅使我们能够观察霍金辐射，也可能给我们提供控制它的工具，开辟一系列新的可能性。

物理学家Haruna Katayama还表示：“在未来，我们希望开发这个系统，利用霍金辐射在不同的时空之间进行量子通信。”