Robustness of analogue Hawking radiation in cavities with moving boundaries

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Abstract

En este trabajo exploramos las limitaciones y la robustez de la radiación térmica en sistemas del efecto Casimir dinámico que sirven como análogos de la radiación de Hawking. Mediante un análisis numérico detallado, caracterizamos los espectros de producción de partículas en cavidades con fronteras móviles bajo diversas configuraciones. Establecemos un criterio de termicidad basado en la condición de balance detallado y encontramos que las firmas térmicas emergen en el espectro de configuraciones específicas de cavidades en expansión, aunque dependen fuertemente de las bandas de frecuencia y los parámetros de aceleración. Además, nuestro marco verifica con éxito predicciones teóricas previas, demostrando que distribuciones estadísticas no estándar (como la de Fermi–Dirac) pueden reproducirse de manera robusta en entornos confinados finitos a pesar de que el campo subyacente sea puramente bosónico. Asimismo, derivamos expresiones de ajuste que cuantifican las desviaciones respecto a los espectros térmicos idealizados mediante factores de cuerpo gris, revelando comportamientos oscilatorios vinculados a la duración de la aceleración. Nuestros resultados identifican montajes experimentales capaces de reproducir de forma fiable la producción térmica análoga a la de fenómenos inducidos gravitatoriamente y cuantifican cómo los efectos de tamaño finito y la dinámica transitoria modifican las distribuciones térmicas esperadas, proporcionando un marco integral para distinguir la radiación genuina de tipo Hawking de los artefactos experimentales. [Traducción automática al español; idioma original: inglés.]