Ученые из США впервые экспериментально подтвердили эффект Пенроуза — Зельдовича, создав лабораторную установку, которая имитирует вращение черной дыры. Исследователям удалось извлечь энергию из электромагнитных волн за счет синтетического вращения, превышающего механические пределы.
В 1971 году советский физик Яков Зельдович предсказал, что электромагнитная волна, взаимодействующая с достаточно быстро вращающимся объектом, может усилиться за счет его вращательной энергии. Этот процесс получил название суперрадиации. Однако экспериментальная проверка долго оставалась невозможной: для усиления волны объект должен вращаться со скоростью порядка миллиарда оборотов в секунду — недостижимой для любых механических устройств.
Вместо использования механического вращения американские ученые создали радиочастотное устройство на основе кольцевых резонаторов. Параметры этой системы изменяются в пространстве и времени по заданному алгоритму, что позволяет имитировать эффект сверхбыстрого вращения. Такое синтетическое вращение значительно превышает скорости, достижимые при помощи физического движения материалов, и позволяет обойти ограничения, ранее препятствовавшие экспериментальному изучению подобных явлений.
В ходе эксперимента электромагнитные волны с определенными характеристиками, проходя через созданную систему, усиливаются, извлекая энергию из управляемого во времени синтетического вращения. По мнению авторов работы, это воспроизводит главные физические принципы, лежащие в основе эффекта Пенроуза — Зельдовича, но в лабораторных условиях.
Ученые отмечают, что их установка представляет собой универсальную платформу для изучения волновых процессов в экстремальных режимах. В долгосрочной перспективе предложенный подход может найти применение в области беспроводной связи, фотоники и квантовых технологий, хотя для практической реализации потребуется дальнейшая адаптация разработки.
Читайте также: Квантовая телепортация оказалась эффективнее обычной передачи данных в три раза.