激光模拟黑洞中受激霍金辐射的反作用效应

霍金辐射——即黑洞事件视界附近自发产生的量子粒子——是广义相对论、量子理论与热力学交汇的关键现象，理论上预言黑洞因此会缓慢‘蒸发’。然而，由于其信号极其微弱（温度远低于宇宙微波背景），天文学家至今无法在真实黑洞中直接探测到它。目前所有实验证据都来自‘类比系统’，即利用光、水波或超冷原子流等可控介质，模拟黑洞周围的弯曲时空结构。本文研究团队在光纤中构建了一个光学类比事件视界：当强激光脉冲在光纤中高速传播时，会拖拽周围光场形成类似黑洞引力势阱的结构。过去普遍认为，其中产生的霍金辐射源于多步级联的复杂量子过程；而本研究通过理论建模与精密实验发现，存在一种更简单、更直接的机制——即背景光场中的‘场量子’通过非线性相互作用，直接激发并产生霍金量子。更重要的是，实验首次清晰观测到这些新生的霍金粒子反过来影响并改变原始光场（即‘反作用’效应），这就像辐射一出现就立刻‘推’了一下源头。这一发现不仅解释了实验室中霍金辐射如何真正诞生，也暗示真实黑洞的辐射过程可能同样简洁直接，从而为破解黑洞热辐射本质提供了关键实验依据。