Физики извлекли энергию из лабораторной модели черной дыры в Нью-Йорке

Ученые из Нью-Йорка впервые в лабораторных условиях воспроизвели физическое явление, при котором радиоволны извлекают энергию из вращающейся системы и становятся мощнее. Эксперимент подтвердил теоретическую модель, объясняющую, как энергия может выходить из области вблизи быстро вращающейся черной дыры.

Исследователи работали с устройством, имитирующим условия вблизи чёрной дыры. Прямого вращения материала не было — вместо этого электронные компоненты, расположенные по кругу, меняли свои свойства в точной последовательности. Это создавало эффект, при котором радиоволны проходили через как бы вращающуюся систему, хотя физически ничего не вращалось.

Когда исследователи посылали в устройство радиоволны, некоторые из них усиливались. Волны переходили в более мощное состояние, отнимая энергию у самой системы. Этот результат соответствовал предсказанному физиком Роджером Пенроузом в 1969 году механизму извлечения энергии из чёрных дыр.

Позднее физик Яков Зельдович показал, что волны способны аналогичным образом взаимодействовать с быстро вращающимися объектами. Волна, встречающая объект с достаточным угловым моментом, может отнимать у него часть энергии и при этом усиливаться. Это явление называют сверхизлучением вращения.

До сих пор эксперименты с реальным вращением были невозможны. Ни один материал не выдерживает скорости, необходимой для проверки теории Пенроуза. Поэтому исследователи применили метод, основанный на модели Флоке — математической модели периодически изменяющихся систем. Вместо механического вращения они использовали электронные компоненты, которые быстро и последовательно меняли свои электрические свойства.

Результаты опубликованы в журнале Nature в 2026 году. Эксперимент демонстрирует, что физические явления, предсказанные теоретиками для экстремальных условий космоса, могут быть проверены в контролируемых лабораторных условиях. Это открывает новые возможности для изучения фундаментальной физики без необходимости наблюдения за реальными черными дырами.

Потенциальные области применения этого открытия включают разработку устройств для избирательного усиления определенных волн. Такие технологии могут быть использованы в телекоммуникациях, фотонике (обработке световых волн) и квантовых вычислениях. В этих областях способность усиливать сигналы на нужных частотах с помощью физических эффектов могла бы повысить производительность и эффективность систем.

Источник: Techno-Science.net