標題:
[中國內地]
中國科學家首次制造人造電磁黑洞
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作者:
chnluer
時間:
2013-12-20 08:16 AM
標題:
中國科學家首次制造人造電磁黑洞
據英國《新科學家》雜志報道，兩名中國科學家首次制造出可以吸收周圍光線的人造電磁“黑洞”。這個黑洞目前在微波頻率下工作，或許不久后它就能夠吸收可見光，一種把太陽能轉化為電能的全新方法可能因此產生。
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由於這個人造黑洞並非像太空中的黑洞那樣，依靠自身巨大質量產生的強大引力來吸收光線(或電磁波)，因此非常安全，不用擔心它會把地球吞噬。
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新理論提供設計方案
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今年年初，美國印第安納州西拉斐特市普渡大學(Purdue University)的伊維根·納瑞馬諾維(Evgenii Narimanov)和亞歷山大·基爾迪謝維(Alexander Kildishev)，在發表的一篇論文中提出制造可以用來捕捉光線的桌面黑洞的理論設計方案。他們的想法是模擬宇宙黑洞的性質，制造人造黑洞。宇宙黑洞的強引力能彎曲周圍的時空，導致附近的任何物質或放射物沿著被扭曲的時空，呈螺旋式旋轉著進入黑洞深處。
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納瑞馬諾維和基爾迪謝維經過推理認為，按照類似方法應該能制造出一個可以使光線向它中心彎曲的裝置。他們認為一個由同心圓外殼圍繞中心核的圓柱形結構可以達到上述效果。使光線向內彎曲的關鍵因素是裝置外殼的介電常數，介電常數對電磁波的電成分產生影響，增大裝置從外到內整個表面的光滑度。這跟黑洞附近時空的彎曲部分非常類似。在同心圓外殼與中心核交界的地方，介電常數環必須與中心核相匹配，這樣光線才能被吸收，而不是被反射出去。
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中國科學家付諸實踐
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現在，中國南京東南大學的科學家崔鐵軍(Tie Jun Cui)和陳強(Qiang Cheng)開始把納瑞馬諾維和基爾迪謝維的理論付諸實踐，制造一個在微波頻率下工作的“黑洞”。他們利用以前制造隱身斗篷的“超材料”制成60個同軸環。每個同軸環都由結構復雜的電路板構成，而且從一個同心環到另一個同心圓，電路板特征的變化越來越大。外層的40個同心環組成裝置外殼，內部的20個同心環構成吸收器。
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崔鐵軍說：“入射電磁波遇到該裝置時，電磁波將被該裝置捕獲，然后被引導著進入黑洞的中心核，被中心核吸收。電磁波不會再從黑洞中出來。”光線在該裝置的中心核裡被轉化成熱能。崔鐵軍和陳強把這項設計變成現實，給納瑞馬諾維留下深刻印象。他說：“他們這麼快就制造成人造黑洞，讓我感到非常吃驚。”採用相同方式制造一個可以吸收可見光的裝置並非易事，因為可見光的波長比微波輻射的波長更短。這就需要相應地把同心圓結構制造的更小一些。
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崔鐵軍相信他們能攻克難關。他說：“我們希望我們的這種光學黑洞能在2009年底被採用。”以后可以用這種裝置收集陽光散射太厲害，利用反射鏡無法把它們集中到太陽能電池上的那些地方的太陽能。光學黑洞會把所有陽光都吸收進去，把它們直接傳輸到位於中心的太陽能電池裡。納瑞馬諾維說：“如果這種人造黑洞試驗成功，以后我們就不再需要用反射鏡收集太陽光了。”
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