利用黑洞对量子理论的极端检验

我们提出利用天体物理黑洞和原子级联产生的纠缠光子对量子理论进行极端检验。在黑洞事件视界附近识别级联发射，将使我们能够观测到与落入视界后的伙伴纠缠的光子。该实验涉及测试光子通过一对相对角度为θ的偏振器时的特征cos^2(θ)调制（马吕斯定律）。对于单光子而言，马吕斯定律是量子理论的一个显著特征：它等价于不相容可观测量的期望可加性，并且在具有非标准概率分布的隐变量理论中通常会被违反。跨越事件视界的纠缠态实验受到霍金信息丢失难题以及一般性理由的推动。原则上，人们可以检验目前从黑洞吸积盘观测到的铁线X射线光子。然而，只有一小部分（约0.6%）具有级联伙伴，且当前的X射线偏振测量无法对单个X射线光子进行连续测量。一个可实现的实验需要在更便利的频段中识别合适的级联。