Theoretical study of information paradox using analogue black holes in electric circuits

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20357
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Katayama Haruna 広島大学, 先進理工系科学研究科(総), 助教 (70963685)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 擬似的ブラックホール / ソリトン / 超伝導量子回路 / ホーキング輻射

Outline of Final Research Achievements

In our previous studies, we have clarified that current solitons, which propagate stably through Josephson transmission lines, can behave as analogue black holes. In that context, solitons were treated classically, and the energy decay of solitons due to Hawking radiation was not considered. In this study, we reconstruct the theory of Hawking radiation, taking into account quantum correlations with black holes, to establish a framework for considering the information paradox of black holes. By incorporating the interaction between solitons and Hawking radiation, we successfully formulated the decay of solitons.

Free Research Field

量子重力

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで，ブラックホールの情報パラドックスの研究は，現実のブラックホールを対象とした素粒子・量子宇宙的アプローチによって行われてきた．しかし，これらの研究では検証が困難であり，その基盤を確立するのは極めて難しい．これに対して本研究では，検証可能な擬似的ブラックホールを用いて，量子情報科学的アプローチにより，素粒子・宇宙物理学とは違った切り口で取り組むという従来とは異なった立場をとる．本研究課題によってブラックホールの情報パラドックスに実験的にアクセスすることが可能で，実験室系でその基本原理の確認を推進することで，ブラックホールの情報パラドックス問題解決のための一歩となる．