由单个光子激发的模拟霍金辐射的测量

摘要

霍金辐射是一种基本的自发现象，其中黑洞的事件视界将真空态转化为一对相关的粒子：霍金辐射及其伴生粒子。这种辐射也可以由非真空态激发产生。类似的现象被称为“类霍金辐射”，已在多种物理系统中被观察到，但实验实现大多仍处于经典物理范畴。本研究首次通过单粒子态成功验证了类霍金辐射现象，产生了可验证的单光子霍金辐射输出。我们利用通过自发四波混频产生的 heralded 单光子，在光纤中激发了类霍金效应，并通过测量其光谱特性、强度变化以及 heralded 二阶相关性来表征该霍金信号。我们的研究结果为探索类引力中的量子关联和纠缠现象提供了新的平台。