超导体可能会揭示黑洞信息悖论

洛杉矶 - 对黑洞悖论的见解可能来自一个脚踏实地的来源。

纽约罗切斯特大学的物理学家Sreenath Kizhakkumpurath Manikandan于3月7日在美国物理学会会议上报告说，超导体是电子可以自由移动而没有阻力的材料，它们可能会分享一些黑洞的物理特性。这两个对象之间的类比可以帮助科学家了解在黑洞的深渊吞噬的信息会发生什么。

当黑洞吞噬颗粒时，有关颗粒特性的信息似乎被困在里面。根据量子力学，这些信息无法被破坏。物理学家斯蒂芬霍金在1974年确定黑洞随着时间的推移逐渐蒸发，在最终消失之前发出所谓的霍金辐射。这个事实意味着一个被称为黑洞信息悖论的难题(SN：5/31/14，第16页)：当黑洞蒸发时，信息在哪里?

斯坦福大学的物理学家Patrick Hayden和加州理工学院的John Preskill在2007年提出的一个可能的解决方案是，黑洞可以像镜子一样，有关向下反射的数据的信息被霍金辐射印记。现在，罗切斯特大学的Manikandan和物理学家安德鲁乔丹报告说，在金属和超导体之间的界面处发生的过程类似于所提出的黑洞镜。

当穿过金属的电子遇到超导体时，会发生称为Andreev反射的效应。进入的电子带有称为自旋的量子特性，类似于顶部的旋转。旋转的方向是一种量子信息。当进入的电子遇到超导体时，它与材料中的另一个电子配对形成一个称为Cooper对的二重奏。这些配对允许电子轻易地穿过材料，促进其超导性。当原始电子捡起它的伴侣时，它也会留下一种电子，而不是将其信息反射回金属中。该反射实体被称为“空穴”，即当电子缺失时发生的材料扰动。那个洞穿过金属，好像它是一个粒子，

同样，如果黑洞就像信息镜子一样，正如海登和普雷斯基尔所说的那样，一个落入黑洞的粒子后面会出现一个反粒子 - 一个带有相反电荷的伙伴 - 它将携带旋转中包含的信息。原始粒子。Manikandan和Jordan表明这两个过程在数学上是等价的。

目前尚不清楚黑洞镜是否是悖论的正确解决方案，但类比表明，超导体的实验可以澄清信息会发生什么，乔丹说。“对于黑洞来说，这是你无法做到的事情：你不能做那些详细的实验，因为它们在某个地方的某个星系中间处于关闭状态。”

加利福尼亚州奥兰治市查普曼大学的物理学家贾斯汀德雷塞尔说，这种理论很“有趣”。这种比较有助于科学家从一个领域获取见解并将其应用于其他领域。但Dressel说，还需要做更多工作来确定这种类比有多强。“你可能会发现，进一步检查的细节是不同的。

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