Чёрная дыра не просто заглатывает всё вокруг — она ещё и медленно испаряется, как кусок льда на солнце. Пока дыра худеет, квантовые поля вокруг неё начинают вести себя непривычно. В новой работе физики проследили, как меняется запутанность — особое родство между частицами, которое сохраняется, даже если их разнести далеко друг от друга.
В обычном мире без чёрных дыр запутанность между удалёнными кусочками поля может вспыхивать снова и снова — как эхо, которое возвращается через много шагов. Но когда рядом испаряющаяся чёрная дыра, это эхо начинает глохнуть. Причина — в том, как дыра перемешивает информацию. Если перемешивание медленное, всплески запутанности ещё видны. Если быстрое — они сглаживаются и пропадают. Авторы нашли точку, где всплески исчезают совсем: в этот момент размер области, которую охватывает запутанность, растёт по экспоненте от времени перемешивания.
Работа соединяет две крайности: мир свободных частиц, где запутанность распространяется как волна, и мир максимального хаоса, где всякая память о прошлом стирается почти мгновенно. Оказалось, что между ними можно плавно переходить, просто меняя скорость, с которой чёрная дыра запутывает информацию.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.26600
We investigate the spreading of entanglement, and entanglement memory effects, in two-dimensional conformal field theory (CFT) propagating on evaporating black hole backgrounds. Memory effects leading to late-time spikes in mutual information for widely separated intervals are well known in CFTs admitting a quasiparticle description. In this work we examine the effect of black hole scrambling on late time mutual information spikes for disjoint intervals in free fermion CFT prepared in a thermofield double state. Late-time entanglement revival is driven by island-induced purification of modes in the union of the intervals. We show across two distinct 2d gravity models, Jackiw-Teitelboim (JT) gravity and the Russo-Susskind-Thorlacius (RST) model, that parametrically dialing up black hole scrambling time smooths out and suppresses entanglement spikes until they disappear at a critical scale, interpolating between free quasiparticle and maximal scrambling pictures. At the critical point, the interval lengths are exponential in black hole scrambling time. We further find a very closely related effect manifest as an entanglement dip for a single interval in a single-sided evaporating RST black hole.
В квантовом мире запутанность не слабеет с расстоянием, в отличие от радиосигнала: две частицы могут разлететься на край Вселенной и всё равно остаться единым целым.
В романе «Спин» Роберта Чарльза Уилсона инопланетная завеса вокруг Земли работает как гигантский фильтр, меняющий ход времени, — чем-то похоже на то, как чёрная дыра здесь фильтрует и гасит квантовую память.