محققان مرکز تحقیقات علمی پیشرفته CUNY مداری رومیزی و ثابت ساختهاند که با شبیهسازی فیزیک استخراج انرژی سیاهچالههای در حال چرخش، امواج الکترومغناطیسی را تقویت میکند. این شبکه حلقهشکل از تشدیدکنندههای الکترونیکی که به سرعت مدوله میشوند، بدون هیچ قطعه متحرکی بهره ۷.۸ دسیبل تولید کرد. یافتهها در ۸ ژوئیه در مجله Nature منتشر شد.
نحوه عملکرد مدار
این دستگاه حلقهای از تشدیدکنندههای الکترونیکی است که ویژگیهای آنها به سرعت در زمان مدوله میشود. این مدولاسیون نوعی حرکت مصنوعی ایجاد میکند که چرخش یک سیاهچاله را شبیهسازی میکند. در اخترفیزیک، یک سیاهچاله در حال چرخش فضا-زمان را به دور خود میکشد و ارگوسفری ایجاد میکند که در آن انرژی قابل استخراج است — فرآیندی که به مکانیزم پنروز معروف است. این مدار آن اثر را در محیط آزمایشگاهی، اما برای امواج الکترومغناطیسی به جای امواج گرانشی، بازتولید میکند.
از آنجایی که مدار هیچ قطعه متحرکی ندارد، از محدودیتهای مکانیکی معمول عبور میکند. بهره ۷.۸ دسیبل به این معنی است که سیگنال خروجی حدود شش برابر قدرتمندتر از ورودی است. این یک نمایش واضح از تقویت موج توسط یک ساختار ثابت است.
دستاورد آزمایش
تلاشهای قبلی برای ساخت چنین دستگاهی نیازمند قطعات متحرک یا مواد عجیبوغریب بود. رویکرد تیم CUNY از قطعات الکترونیکی تجاری استفاده میکند که در یک حلقه با زمانبندی دقیق چیده شدهاند. تشدیدکنندهها به ترتیب روشن و خاموش میشوند و الگویی چرخشی ایجاد میکنند که با امواج ورودی همانطور تعامل میکند که چرخش یک سیاهچاله با ذرات و میدانها تعامل دارد.
نتیجه یک اثبات مفهوم است که نشان میدهد این اصل در مقیاس رومیزی کار میکند. محققان هیچ کاربرد عملی فوری ادعا نکردند، اما آزمایش تأیید میکند که فیزیک استخراج انرژی سیاهچاله را میتوان در یک محیط آزمایشگاهی کنترلشده بازتولید کرد.
مقاله در Nature طراحی مدار و بهره اندازهگیریشده را توصیف میکند. تیم مراحل بعدی را اعلام نکرده است، اما این نمایش امکان انواع جدیدی از تقویتکنندهها یا دستگاههای برداشت انرژی را مطرح میکند که به جای قطعات متحرک به ویژگیهای متغیر با زمان متکی هستند. در حال حاضر، این مدار یک ابزار تحقیقاتی باقی میماند — ابزاری که ثابت میکند یک سیستم ثابت میتواند کاری را انجام دهد که زمانی تصور میشد نیاز به چرخش دارد.
