Professor Rembert Duine aus Eindhoven hat eine Möglichkeit gefunden, ein schwarzes Loch auf einem Elektronikchip zu simulieren. Damit ist es möglich, die grundsätzlichen Eigenschaften von schwarzen Löchern bequem vom irdischen Labor aus zu erforschen. Die zugrunde liegende Studie kann zudem einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Quantentechnologie leisten. Prof. Duine und seine Kollegen haben die Resultate ihrer Studie in den Physical Review Letters veröffentlicht.

Schwarze Löcher im Weltall sind dermaßen massiv, dass nichts innerhalb ihres so genannten Ereignishorizonts ihrer Schwerkraft entkommen kann, selbst Licht nicht. Die Forscher haben entdeckt, wie ein solcher „Point of no return“ durch spin-polarisierte Wellen erzeugt werden kann, kurzzeitige Schwankungen, die sich in magnetischen Materialien fortbewegen. Wenn ein elektrischer Strom durch ein solches Material fließt, „schleppen“ die Elektronen diese Spin-Wellen mit sich.

Wenn der Strom durch einen Draht geleitet wird, der sich verjüngt, bewegen sich die Elektronen am dünnen Ende schneller als am dicken, und zwar auch so schnell, dass die mitgeschleppten Spin-Wellen sich nicht mehr zurück bewegen können. Der Punkt, an dem dies passiert, kann als ein solcher Point of no return interpretiert werden, ein Ereignishorizont für die Spin-Wellen.

Ein solcher Ereignishorizont auf einem elektronischen Chip erlaubt es theoretisch, die so genannte Hawking-Strahlung, die im All normalerweise zu schwach ist, um gemessen zu werden, auf dem festen Erdboden zu untersuchen. Einer der Aspekte dieser Strahlung ist das Entstehen von verflochtenen Teilchenpaaren – eines der wichtigsten Elemente bei der Anwendung von Quantentechnologien wie Quantencomputern. „Mit dieser Studie können wir verschränkte Spin-Wellen an beiden Seiten eines Ereignishorizonts erzeugen und vielleicht in elektronischen Anwendungen einsetzen,“ so Prof. Duine.