Լաբորատորիայում դիտարկվել է սև խոռոչի էներգիայի կորզման էֆեկտը առանց պտտվող օբյեկտի

Հետազոտողներն առաջին անգամ լաբորատոր պայմաններում դիտարկել են ռոտացիոն գերճառագայթման Ֆլոկեի ռեժիմը՝ ցուցադրելով վաղուց տեսականորեն կանխատեսված Պենրոուզ-Զելդովիչի գործընթացը՝ պտտվող սև խոռոչի փոխարեն օգտագործելով տարածաժամանակային մոդուլյացված օղակաձև ցանց: Հուլիսի 8-ին Nature ամսագրում հրապարակված արդյունքները հաստատում են, որ ճիշտ ռոտացիոն հատկություններ ունեցող ալիքները կարող են էներգիա կորզել պտտվող համակարգից և դուրս գալ ուժեղացված վիճակում:nature+2

Աստղաֆիզիկական տեսությունից մինչև սեղանի փորձ

Պենրոուզի գործընթացը, որն առաջարկվել է Ռոջեր Պենրոուզի կողմից 1969 թվականին, նկարագրում է, թե ինչպես կարելի է էներգիա կորզել պտտվող սև խոռոչի էրգոսֆերայից: Յակով Զելդովիչը 1970-ականների սկզբին ընդլայնեց այս գաղափարը՝ կանխատեսելով, որ ցանկացած պտտվող կլանիչ կարող է ուժեղացնել անկյունային մոմենտ կրող էլեկտրամագնիսական ալիքները, եթե օբյեկտը բավական արագ է պտտվում: Տասնամյակներ շարունակ այս էֆեկտը մնում էր փորձարարական հասանելիությունից դուրս:phys+1

Նոր աշխատանքը, որը ղեկավարել են Հադիսե Նասարին, CUNY-ի առաջադեմ գիտահետազոտական կենտրոնի ֆոտոնիկայի նախաձեռնության ներկայացուցիչ Հադի Մուսան և Անդրեա Ալուն, շրջանցում է ֆիզիկապես պտտվող օբյեկտի անհրաժեշտությունը: Փոխարենը, թիմը նախագծել է տարածաժամանակային մոդուլյացիայով օղակաձև ցանց, որն արդյունավետորեն սիմուլյացնում է պտույտը՝ համակարգի հատկությունների մանրակրկիտ ժամանակավոր փոփոխությունների միջոցով: Ֆլոկեի այս մոտեցումը հետազոտողներին թույլ է տվել դիտարկել էլեկտրամագնիսական ռեժիմների գերճառագայթային ուժեղացումը՝ հաստատելով հիմնական կանխատեսումը, որ պտտվող միջավայրը կարող է էներգիա փոխանցել ցրված ալիքներին:nature+1

Հիմնվելով նախորդ բեկումնային հայտնագործությունների վրա

Արդյունքը շարունակում է փորձարարական առաջընթացի շարքը: 2020 թվականին Գլազգոյի համալսարանի Մարիոն Քրոմբը և նրա գործընկերները հաստատեցին Պենրոուզի գործընթացի առանցքային կողմը՝ օգտագործելով ոլորված ձայնային ալիքներ և պտտվող փրփրային սկավառակ՝ իրենց բացահայտումները հրապարակելով Nature Physics ամսագրում: Այս տարվա սկզբին մեկ այլ թիմ ցուցադրեց էլեկտրամագնիսական «սև խոռոչի ռումբի» անկայունությունը՝ օգտագործելով պտտվող մետաղական գլան և ռեզոնատոր՝ հաստատելով Զելդովիչի էֆեկտի էքսպոնենցիալ ուժեղացումը:iflscience+4

Այսօր ներկայացված Ֆլոկեի մոտեցումը տարբերվում է նրանով, որ այն ամբողջությամբ վերացնում է մեխանիկական պտույտը՝ հիմնվելով ժամանակի մեջ փոփոխվող էլեկտրամագնիսական պարամետրերի միջոցով ստեղծված սինթետիկ շարժման վրա: Սա նոր ուղիներ է բացում կոմպակտ ֆոտոնային համակարգերում ռոտացիոն գերճառագայթման ուսումնասիրության համար:

Ֆիզիկայի և տեխնոլոգիաների համար հետևանքները

Փորձը կամուրջ է ստեղծում աստղաֆիզիկական տեսության և ֆոտոնային ճարտարագիտության միջև: Թեև իրական սև խոռոչից էներգիա կորզելը դեռևս հեռու է ներկայիս հնարավորություններից, վերահսկվող պայմաններում գերճառագայթման ըմբռնումը կարող է նպաստել նոր տիպի ուժեղացուցիչների և գեներատորների նախագծմանը: Աշխատանքը նաև հարթակ է ստեղծում պտտվող շրջանակներում ալիք-նյութ փոխազդեցության վերաբերյալ ավելի խորը հարցեր քննարկելու համար՝ հարցեր, որոնք մինչ այժմ կարելի էր ուսումնասիրել միայն մաթեմատիկայի և հեռավոր աստղագիտական դիտարկումների միջոցով: