A ideia de simular buracos negros usando computadores já existe há pelo menos vários anos, mas agora a ideia de estudar o fenômeno misterioso nos computadores parece ter se aproximado da realidade.
Normalmente, os computadores são incapazes de simular o comportamento de materiais e sistemas quânticos complexos, explicou Alicia Kollar, autora principal do estudo e pesquisadora do Centro de Materiais Complexos de Princeton.
"O problema é que se você quiser estudar um material mecânico muito complicado, então a modelação por computador é muito difícil. Estamos tentando implementar um modelo ao nível do hardware para que a natureza faça a parte mais difícil da computação", disse ela.
Os primeiros resultados do trabalho dos pesquisadores foram publicados na edição deste mês da revista Nature. A matriz usa ressonadores que simulam um plano hiperbólico, a superfície geométrica na qual o espaço se afasta de si mesmo.
No chip do tamanho de um centímetro, fótons de micro-ondas podem se mover ao longo dos ressonadores em um padrão heptagonal e interagir uns com os outros, em um plano bidimensional, mas ao mesmo tempo simular as propriedades de um espaço curvo como o de um buraco negro usando o tipo especial de ressonador conhecido como "ressonador de comprimento de onda coplanar".
Andrew Houck, professor de engenharia elétrica que contribuiu para o estudo, disse que o chip permite aos pesquisadores "juntar partículas, mudar para uma quantidade muito controlada de interação entre elas e ver a complexidade emergir".
"Em um espaço 3D normal, uma superfície hiperbólica não existe. Este material nos permite começar a pensar em misturar mecânica quântica e espaço em um ambiente de laboratório", acrescentou Houck.
De acordo com Kollar, Houck e seus colegas, o próximo passo para novas descobertas, incluindo informações sobre a energia e a matéria presa no espaço-tempo em um buraco negro, será continuar desenvolvendo este material para estudar as suas propriedades matemáticas. Junto com sua importância teórica, a pesquisa tem um enorme potencial para a prática.