یک دستگاه نوری جدید برای شبیه‌سازی سیاه‌چاله و سفیدچاله

گروهی از پژوهشگران انگلیسی یک دستگاه نوری جدید طراحی کرده‌اند که ویژگی‌های سیاه‌چاله و سفیدچاله را شبیه‌سازی می‌کند.

کد خبر: ۷۹۳۰۷۴

تاریخ: ۲۹ فروردين ۱۴۰۴ - ۰۸:۴۰

به گزارش ایران اکونومیست، در قلمرو نسبیت عام، سیاه‌چاله‌ها به دلیل توانایی‌ خود در به دام انداختن نور و ماده با خم کردن فضا-زمان و ایجاد یک نقطه‌ بدون بازگشت مشهور هستند. اگرچه سیاه‌چاله‌ها دانشمندان و عموم مردم را مجذوب خود کرده‌اند، اما یک مفهوم دیگر موسوم به «سفیدچاله» بیشتر در حد تئوری باقی مانده است. تصور می‌شود که سفیدچاله معکوس سیاه‌چاله است و نور و ماده را به جای جذب کردن، بیرون می‌راند. اکنون، گروهی از پژوهشگران انگلیسی یک دستگاه نوری جدید را با شباهت‌های جالب به هر دوی این پدیده‌های کیهانی گریزان طراحی کرده‌اند.

به نقل از فیز، این دستگاه به‌ عنوان یک سیاه‌چاله نوری یا سفیدچاله نوری عمل می‌کند و بر پایه‌ای است که به عنوان «جذب کامل منسجم» امواج نور شناخته می‌شود. این دستگاه نوری بسته به قطبش می‌تواند نور را تقریبا به طور کامل جذب یا رد کند که مشابه رفتار یک سیاه‌چاله یا سفیدچاله گرانشی در فضاست.

این دستگاه با تشکیل یک موج از امواج نور کار می‌کند که تعامل با یک جاذب فوق نازک به جذب یا انتقال کامل براساس قطبش نور می‌انجامد. به عبارت ساده، مانند یک جرم کیهانی رفتار می‌کند که یا نور را می‌بلعد یا آن را دفع می‌کند.

«نینا وایدیا»(Nina Vaidya)، استاد «دانشگاه ساوت‌همپتون»(Soton) و از پژوهشگران این پروژه، گفت: پدیده‌های آسمانی به‌ویژه سیاه‌چاله‌ها تخیل و حس اکتشاف انسان را برای نسل‌ها مجذوب خود کرده‌اند. آنالوگ‌ها راه‌هایی برای دسترسی به فیزیک به‌ویژه اجرام دوردست مانند سیاه‌چاله‌ها هستند، زیرا چارچوب‌های ریاضی و جنبه‌های اصول فیزیک به روش‌های شگفت‌انگیزی در چندین سیستم تکرار می‌شوند.

آزمایش‌های اثبات مفهوم این گروه پژوهشی نشان می‌دهند این دستگاه نوری، امواج الکترومغناطیسی را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که رفتار سیاه‌چاله‌های گرانشی و سفیدچاله‌ها را منعکس می‌کند. شبیه‌سازی‌ها عدم انعکاس دستگاه را برای آنالوگ سیاه‌چاله و تشکیل یک موج ایستاده به دلیل تداخل نور تابشی و بازتابی برای سفیدچاله نشان می‌دهند.

نتایج این پژوهش، اطلاعات و احتمالات شگفت‌انگیزی را برای تنظیم تعاملات بین نور و ماده آشکار می‌سازند و ممکن است کاربردهای عملی گسترده‌ای را امکان‌پذیر کنند.

وایدیا گفت: دستگاه نوری ما را می‌توان به عنوان یک آنالوگ برای مطالعه و کاوش فیزیک این پدیده‌های دوردست آسمانی استفاده کرد یا آن را به منظور ارائه یک چارچوب عملی برای چندین کاربرد بالقوه از تطبیق امواج الکترومغناطیسی و تعاملات نور-ماده مانند آشکارسازی، تبدیل انرژی، استتار چندطیفی، فناوری‌های شناساگریزی و مواردی از این دست به کار برد.

این پژوهش در مجله «Advanced Photonics» به چاپ رسید.