Информация и аналитика

В физической лаборатории Юго-Восточного университета Нанцзина (КНР) успешно сконструирован первый искусственный прототип черной дыры. Миниатюрное устройство китайских специалистов Те Цзунь Цуя и Цян Чэна, состоящее из 60 кольцеобразных полос, засасывает внутрь себя электромагнитные лучи СВЧ-диапазона (с частотой 18 ГГц).

Теоретические принципы работы такого устройства были впервые подробно изложены в начале этого года в статье российско-американских ученых Евгения Нариманова и Александра Кильдишева из Университета Пардью (штат Индиана). Напомним, что Нариманов и Кильдишев — активные участники другого нашумевшего эксперимента по созданию нанолазера на поверхностных плазмонах, о котором мы недавно подробно рассказывали (см. «Наши сделали американский нанолазер» в «Эксперте» № 32 за 2009 год).

Наши соотечественники предложили изящную идею искусственной имитации базовых свойств черных дыр — космологических объектов, которые благодаря своей чудовищной гравитации так искривляют окружающее их пространство-время, что любая физическая материя или свет, попадая в зону их действия, полностью ими поглощается, затягиваясь внутрь по спиралевидной траектории.

В их упрощенной модели, которая пока оперирует лишь с электромагнитными волнами, в роли миниатюрной черной дыры выступает цилиндрическая структура, состоящая из центрального сердечника, окруженного оболочкой концентрических колец, которые изготовлены из так называемых метаматериалов (искусственно структурированные микроматериалы на основе металлических резонаторов, обладающие отрицательным показателем преломления света).

В соответствии с разработанной Наримановым и Кильдишевым схемой это устройство необходимо было сконструировать таким образом, чтобы диэлектрическая проницаемость его оболочки плавно возрастала по мере приближения к центру-сердечнику (по аналогии с постепенным ростом кривизны пространства-времени в окрестностях черной дыры). Причем в точке соединения оболочки и сердечника их диэлектрические проницаемости должны были точно совпадать — именно это условие обеспечивало полное поглощение, а не отражение света устройством.

Группе Те Цзунь Цуя и Цян Чэна удалось в точности воспроизвести все эти теоретические выкладки ученых из Университета Пардью.

Пока «китайская черная дыра» эффективно поглощает только волны СВЧ-диапазона. Для того же, чтобы сделать аналогичный прибор, полностью засасывающий волны видимого человеческим глазом излучения, потребуется существенная переработка его компонентов, поскольку длины оптических волн на много порядков меньше.

Однако Цуй и Чэн оптимистически заявляют, что уже к концу 2009 года они продемонстрируют общественности работающий образчик устройства и в оптическом диапазоне.

Тигран Оганесян