Фізики відтворили в лабораторії механізм підсилення хвиль біля обертової чорної діри

Фізики Центру передових наукових досліджень CUNY експериментально відтворили механізм, за якого хвиля може отримати енергію від системи, що поводиться як надзвичайно швидко обертовий об’єкт. Дослід стосується ефекту Пенроуза—Зельдовича: теорія передбачає, що хвилі з відповідними характеристиками підсилюються під час взаємодії з обертанням. Команда показала цей процес без механічного розкручування установки й опублікувала результат у Nature.

Як працювала синтетична ротація

Дослідники зібрали кільце електронних резонаторів і синхронно змінювали їхні параметри у просторі та часі. Саме послідовність цих змін створила для електромагнітних хвиль ефект рухомого по колу середовища, хоча сам пристрій залишався нерухомим. Хвилі з потрібним напрямком обертання забирали енергію з керованої часової модуляції та ставали сильнішими. Так установка відтворила ключову фізику процесу, який у природі пов’язують з ергосферою обертової чорної діри.

Експеримент дає керовану платформу для режимів, яких неможливо досягти звичайним механічним обертанням. Автори вказують на потенційні застосування в оптиці, фотоніці, бездротовому зв’язку та квантових системах, але наголошують, що до практичних пристроїв потрібні додаткові дослідження. Наступним кроком може стати перенесення принципу синтетичного обертання на фотонні та квантові компоненти для точнішого керування поширенням і підсиленням хвиль.