Buco nero artificiale creato nel laboratorio cinese

Se non hai sentito parlare di metamateriali e cosa possono fare, dove sei stato? La maggior parte della copertura mediatica finora si è concentrata sui mantelli dell'invisibilità, ma questo è solo l'inizio del divertimento che i fisici possono avere con questa roba. Solo poche settimane fa stavamo discutendo su come ricreare il big bang all'interno di un metamateriale. E all'inizio di quest'anno, un gruppo di fisici ha suggerito che dovrebbe essere possibile creare un buco nero usando i metamateriali. È un'idea interessante, ma una dimostrazione sarebbe più eccitante.

Un passo avanti Qiang Cheng e Tie Jun Cui presso lo State Key Laboratory of Millimeter Waves presso la Southeast University di Nanjing, in Cina, che hanno utilizzato metamateriali per creare il primo buco nero artificiale al mondo nel loro laboratorio. Già, un vero buco nero.

Non è così spaventoso come sembra. Un buco nero è una regione dello spazio da cui la luce non può sfuggire (ecco perché è nera). Secondo la teoria della relatività di Einstein, i buchi neri si formano quando lo spazio diventa così distorto da una grande massa che la luce non può sfuggire al suo campo gravitazionale.

Ma la gravità non deve essere coinvolta. I metamateriali distorcono anche lo spazio, per quanto riguarda comunque la luce (infatti esiste un'analogia matematica formale tra queste distorsioni ottiche e gravitazionali). I fisici hanno già sfruttato questa distorsione per dirigere la luce attorno a un oggetto all'interno di un metamateriale per creare un mantello dell'invisibilità. Se ciò è possibile, dovrebbero essere possibili anche distorsioni più esotiche.

Ora Qiang e Tie hanno creato un metamateriale che distorce lo spazio così gravemente che la luce che vi entra (in questo caso le microonde) non può sfuggire.

Il loro buco nero è costituito da 60 strati di circuito stampato disposti in cerchi concentrici (vedi immagine sotto). I circuiti stampati sono rivestiti con un sottile strato di rame dal quale Qiang e Tie hanno inciso due tipi di pattern che risuonano o meno alla frequenza delle microonde.

Nei loro esperimenti, hanno misurato le microonde a 18 GHz in entrata e nessuna in uscita. E la simmetria circolare del loro metamateriale significa che le microonde vengono assorbite in tutte le direzioni contemporaneamente. Quello che hanno costruito è il primo buco nero artificiale al mondo. (Nel caso ve lo stiate chiedendo, l'energia assorbita dal buco nero viene emessa sotto forma di calore.)

È un emozionante pezzo di fisica e non solo perché è un titolo che cattura i titoli. I buchi neri artificiali potrebbero avere importanti applicazioni, non da ultimo come raccoglitori di luce per il fotovoltaico. La prospettiva di un buco nero in ogni famiglia potrebbe non essere così inverosimile come sembra.

Rif: arxiv.org/abs/0910.2159 : Un buco nero elettromagnetico fatto di metamateriali

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