Radiazione di hawking da buchi neri acustici
Questa attivita’ di ricerca mira allo sviluppo di modelli analoghi di buchi neri gravitazionali usando sistemi ottici e/o di materia condensata e, in particolare, allo studio della radiazione di Hawking emessa dall’orizzonte. Tali modelli analoghi sono caratterizzati da un qualche modo di eccitazione la cui dinamica spazio-temporale e’ descritta da una teoria quantistica di campo in spazio-tempo curvo:in gas quantistici di atomi o di fotoni, puo’ trattarsi di un modo fononico di bassa energia. In sistemi ottici, puo’ trattarsi un qualche modo fotonico, tipicamente fortemente dispersivo. All’orizzonte del buco nero, le fluttuazioni quantistiche sono convertite in coppie di quanti intricati che si propagano in direzioni opposte a formare la famosa radiazione di Hawking.
Apartire dal 2006, il gruppo di Trento e’ attivo nello studio teorico delle principali proprieta’ dei modelli analoghi, in collaborazione con colleghi dell’universita’ di Bologna, Pavia e Paris-Sud (fig.1). Attualmente stiamo occupandoci di come l’intricazione nelle coppie di Hawking puo’ essere sperimentalmente rivelata e come essa sopravvive all’intrinsica dissipazione dei sistemi ottici.
In aggiunta allo studio puramente teorico, il gruppo di Trento e’ coinvolto in collaborazioni con vari gruppi sperimentali. Un recente risultato particolarmente notevole e’ stata la prima realizzazione sperimentale di un orizzonte di buco nero in un fluido quantistico di luce effettuata presso l’LPN(Marcoussis, Francia) sulla base delle previsioni teoriche di Trento e Pavia (fig.2) . Apartire dal 2015, questa collaborazione e’ supportata dal progetto AQuS finanziato dalla EU nel quadro dei progetti FET-Proactive. Un’altra collaborazione con l’universita’ Heriot-Watt di Edinburgo sta esplorando il potenziale dei fluidi di luce in geometrie propagative (cioe’ senza cavita’) per lo studio di buchi neri analoghi in assenza di dissipazione.
Predizione teorica del segnale di radiazione Hawking nella funzione di correlazione densita'-densita' in un condensato di atomi.
Schema del sistema sperimentale usato per realizzare un buco nero acustico in un fluido di luce