物理学家在桌面上重现了旋转黑洞泄漏能量的方式

CN
16小时前

主要收获

  • CUNY ASRC在一个静态电路中实现了7.8 dB的波增益,验证了1969年的超辐射理论。
  • 《自然》2026年7月8日的研究可能会扩展量子和波技术的宽带放大。
  • Andrea Alù表示,由国防部和国家科学基金会支持的研究为2026年后的合成波系统开辟了新的路径。

在CUNY研究生中心的先进科学研究中心,物理学家们构建了一个环形的电子谐振器网络,该网络没有物理旋转,但仍然能够引导电磁波从中提取能量。通过快速调制电路中的属性,按照精确的时序安排,团队创建了一个旅行模式,使得该系统看起来像是以超快速度旋转,从而在实验室环境中重现了数十年前的彭罗斯-泽尔多维奇超辐射思想。结果是可测量的增益,达到了7.8 dB,且没有任何移动部件。这项工作于2026年7月8日发表在《自然》上,将过去需要字面旋转的圆柱体、圆盘或涡流的东西重新框定为一个可以放在桌面上的东西。

如果你每天都在跟踪芯片、人工智能模型和大型科技公司的下一步动作,很容易忘记一些最重要的“技术”仍然在实验室的工作台上发生。这个月,纽约市的一个团队把一个已有半个世纪历史的黑洞理念变成了一个工作设备,这种结果默默地重塑了工程师对可能性的看法。

CUNY研究生中心的先进科学研究中心(ASRC)的研究人员展示了一个静态桌面电路能够模拟与旋转黑洞长期相关的能量提取物理。ScienceDaily在2026年7月的发布中明确指出:实验室的设置重现了从旋转中提取能量的机制,并不需要任何物体进行物理旋转。

这项工作于2026年7月8日以“Floquet旋转超辐射的观察”为题发表在《自然》上,作者包括Hadiseh Nasari、Hady Moussa、Yoshiaki Kasahara、Arno Thielens和Andrea Alù。对于那些将“天体物理学”与“电子学”分在不同思维抽屉中的人来说,这一出版物的地点是一种信号:这是具有真正硬件影响的基础物理学。

核心技巧是一个环形的电子谐振器网络。通过在精确的时间顺序中快速调制谐振器属性,团队在环上创建了一个旅行模式,使得电磁波的相互作用好像该系统以超快速度旋转,符合实验的合成旋转描述。

这种“好像”变成了一个可测量的胜利:电路提供了7.8 dB的增益,意味着电波被放大,尽管该设备从未移动。TechTimes强调了7.8 dB的结果,这一具体数字使这一概念感觉不再像一个思维实验,而更像是一个工程控制器。

这一传承可以追溯到罗杰·彭罗斯1969年的提议:在旋转黑洞的能量圈内,一个粒子可能分裂,一部分落入其中,而另一部分则以比原来更高的能量逃离。物理学家雅科夫·泽尔多维奇后来将这个想法扩展到波,预测与旋转速度足够快的物体相互作用的波能够提取能量并变得放大,这种效应通常被称为旋转超辐射。

共同主作者Hady Moussa用一句简洁的话总结了实验室版:“具有适当旋转特性的波从系统中提取了能量并得到了放大,重现了彭罗斯-泽尔多维奇过程的基本物理。”与之前使用旋转水涡流(2017)、旋转声学圆盘(2020)或旋转金属圆柱(2024)的演示不同,这一次完全避免了物质的旋转。

首席研究员Andrea Alù,CUNY研究生中心的杰出教授和爱因斯坦物理学教授,描述这一方法为“波与物质相互作用的新方法”,能够产生“宽带选择性放大”。首作者Hadiseh Nasari表示,这一方法“将有关极端旋转动力学的想法从理论转向实践”,定位该设置为在天体物理、波物理和量子科学方面的一个灵活平台。

资金支持也暗示着潜在的后续兴趣:该研究得到美国国防部、美国国家科学基金会和西蒙斯基金会的支持。如果一个静态电路能够令人信服地模仿一个极端旋转的环境,工程师们接下来可能会开始合成哪些其他“不可能”的动力学?

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