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斯蒂芬·霍金因许多事情而闻名：引人入胜的畅销书，《辛普森一家》的客串以及他与肌萎缩性脊髓侧索硬化症长期而富有成效的生活等等。在天体物理学领域，这位剑桥大学物理学家也因其在引力和黑洞方面的工作而闻名，包括他在1974年提出的同名霍金辐射，这是一种黑洞应该从其外边界释放出粒子流的现象。
霍金辐射被预测是由黑洞视界处的量子涨落产生的，视界是即使光速也无法逃脱的不可返回点。霍金意识到，除了落入黑洞的光波和普通物质之外，还应该有不断产生和消失的粒子。量子力学规定，这种短寿命的粒子对甚至会从真空中产生，使真空充满自身的活动涟漪。在宇宙的大部分角落，这些粒子对很快又一起消失回到真空中，但在视界的边缘，一个粒子可能被黑洞捕获，留下另一个粒子自由逸出成为辐射。
这种相对微弱的辐射从未在真正的黑洞中被探测到，因此研究人员寻求了许多实验室替代物来演示该现象的一般原理。现在，一组意大利研究人员报告了可能是首次演示量子力学霍金辐射类似物的实验。在一篇即将发表在《物理评论快报》上的论文中，该团队报告说，他们观察到光子从一块玻璃中的瞬态视界中涓涓流出。
“我们给出了我们认为的初步迹象，表明霍金辐射可以在实验室中测量，” Daniele Faccio 说，他在意大利因苏布里亚大学领导了这项研究，但即将前往苏格兰的赫瑞-瓦特大学。Faccio 和他的同事在一段两厘米长的熔融石英玻璃中创建了视界，这是一种强激光脉冲可以在局部扰动折射率或光通过材料的速度的介质。
当这种扰动在玻璃中传播时，它会形成一个移动的障碍，阻止光线通过。“如果你有一个从后面接近扰动的光脉冲，它试图追上它，它会感觉到折射率增加，从而减慢它的速度，”Faccio 说。“想象一下你坐在这种扰动的顶部，你会看到这个光波向你靠近，直到它停止。”换句话说，激光引起的扰动充当了光线无法通过的边界——一种移动的视界。如果一对光子在足够靠近视界的地方产生，它们将被分离，并且无法返回到它们来自的真空。在真正的黑洞中，分离会更加明显；其中一个粒子将永远消失在黑洞中。
研究人员记录了从视界向外射出的光子，大约每 100 个激光脉冲一个光子，具有霍金辐射预测的特征。例如，光子发射是非极化的，并且出现在正确的波长中。在采取措施排除来自更普通的机制（例如荧光）的可能污染后，该小组得出结论，这些光子似乎是自发地从霍金辐射的相同物理原理中产生的。
该领域的物理学家对这项观察结果的确切含义存在分歧。Ulf Leonhardt 是苏格兰圣安德鲁斯大学的教授，他的团队在 2008 年提出了产生视界的光学方法，Faccio 和他的同事使用了该方法，他说这项新研究确实代表了对霍金辐射的首次观察。
但其他人不太确定。“我仍然需要确信他们所看到的是霍金发现的黑洞现象的类似物，” William Unruh 说，他是英属哥伦比亚大学的物理学家，他通过研究移动水面上波的传播，在实验室中展示了霍金辐射的经典或非量子类似物。一个可能的问题是，Faccio 小组的光子以与激光脉冲方向成 90 度角从玻璃中射出。“那是错误的方向，而且真的很难理解这是如何发生的，”Unruh 说。
发射方向是“正在进行讨论的一个主要点”，Faccio 说，并指出选择光子探测器的位置是为了最大限度地减少来自激光的污染。“我更倾向于从另一个角度来考虑——我们有一个光子光谱，它与视界的理论预测完全一致。现在我们需要正确地详细了解它们是如何产生的。”
Ted Jacobson 来自马里兰大学，他也仍然持观望态度，他指出，尽管发射的光子具有一些可以从霍金辐射类似物中预期的属性，但其他预测的特征尚未得到证实。例如，Faccio 小组进行的实验不允许研究人员验证光子是否以量子力学相关对的形式出现在视界处。
“在我们的大块玻璃中，我们无法知道另一个光子最终会落在哪里，”Faccio 指出。但是 Leonhardt 的小组，他们正在光纤而不是玻璃块中研究相同的现象，他们可能能够探测到来自分离对的两个光子，并显示它们的共同起源。“一旦他做到了这一点，我认为这将结束所有讨论，”Faccio 说。“这将是这个想法是正确的无可辩驳的证据。”