Dieses Gerät reproduziert schwarze und weiße Löcher im Labor 🌀
Doppelprismen-Gerät mit dünnem Film zwischen beiden, dargestellt als dunkle Ebene, die Licht absorbiert und ein gravitatives schwarzes Loch imitiert.
Bildnachweis: Nina Vaidya (Universität Southampton)
Dieses Gerät, inspiriert von kosmischen Phänomenen, funktioniert nach dem Prinzip der kohärenten perfekten Absorption. Abhängig von der Polarisation des Lichts kann es dieses entweder vollständig absorbieren oder zurückweisen und so das Verhalten von schwarzen und weißen Löchern nachahmen. Dieser Fortschritt, veröffentlicht in Advanced Photonics, eröffnet neue Perspektiven in der Physik und Ingenieurwissenschaft.
Das Team verwendete ein ultradünnes absorbierendes Material, um dieses Phänomen zu erzeugen. Durch Anpassung der Polarisation des einfallenden Lichts wechselt das Gerät zwischen Absorption und Totalreflexion. Diese Flexibilität ermöglicht die Untersuchung astrophysikalischer Konzepte in einem kontrollierten Rahmen und lässt praktische Anwendungen erwarten.
Nina Vaidya, Professorin an der Universität Southampton, erklärt, dass dieses Gerät eine Brücke zwischen kosmischer Physik und Nanotechnologien schlägt. Es ermöglicht die Erforschung physikalischer Prinzipien, die in verschiedenen Maßstäben wiederholt werden, von schwarzen Löchern bis hin zu optischen Geräten.
Experimente bestätigten die Fähigkeit des Geräts, elektromagnetische Wellen so zu manipulieren, wie es schwarze oder weiße Löcher tun würden. Diese Ergebnisse könnten zu Fortschritten in Bereichen wie Energieumwandlung oder Tarnkappentechnologien führen.
Dieses Gerät stellt einen bedeutenden Schritt zur Beherrschung der Licht-Materie-Wechselwirkungen dar. Es bietet nicht nur ein Werkzeug zur Erforschung des Universums, sondern auch ein enormes Potenzial für zukünftige technologische Innovationen.
Astronomische gravitative schwarze Löcher verschlucken alles, was ihren Ereignishorizont passiert. Ihr Gegenstück, das weiße Loch, weist alles zurück, und es wird angenommen, dass sein Ereignishorizont von außen nicht überschritten werden kann. "Optische schwarze und weiße Löcher" absorbieren und reflektieren das gesamte Licht je nach Polarisation.
Bildnachweis: Universität Southampton
Die in Advanced Photonics veröffentlichte Forschung zeigt, wie die Physik schwarzer Löcher im Labor reproduziert werden kann. Diese Entdeckung könnte große Auswirkungen auf die Materialwissenschaft und Optik haben.
Wie funktioniert kohärente perfekte Absorption?
Kohärente perfekte Absorption ist ein Phänomen, bei dem Lichtwellen so interagieren, dass sie vollständig von einem Material absorbiert werden. Dies erfordert eine perfekte Synchronisation zwischen den Phasen der einfallenden und reflektierten Wellen.
Dieses Prinzip beruht auf der konstruktiven Interferenz von Lichtwellen, die die Absorption so verstärkt, dass jegliche Reflexion aufgehoben wird. Es ist entscheidend für Anwendungen wie optische Geräte und Energieumwandlungssysteme.
Die Beherrschung dieses Phänomens ermöglicht die Entwicklung von Materialien, die Licht präzise kontrollieren können, und ebnet den Weg für fortschrittliche Technologien in der Photonik und erneuerbaren Energien.
Was ist ein weißes Loch in der Astrophysik?
Ein weißes Loch ist eine theoretische Lösung der Einsteinschen Gleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie, die als Gegenteil eines schwarzen Lochs betrachtet wird. Während ein schwarzes Loch alles absorbiert, das seinen Ereignishorizont passiert, würde ein weißes Loch Materie und Licht vollständig zurückweisen.
Dieses Konzept bleibt hypothetisch, da noch kein weißes Loch im Universum beobachtet wurde. Es wirft grundlegende Fragen über die Natur von Zeit und Raum auf, insbesondere im Rahmen von Theorien über Wurmlöcher.
Optische Geräte wie das von Nina Vaidyas Team entwickelte bieten eine Möglichkeit, diese Phänomene im Labor zu untersuchen, indem sie ihre Auswirkungen auf das Licht reproduzieren.