
台静止不动的桌面电路,没有任何旋转部件,却让电磁波从中"偷走"了能量,就像从黑洞里汲取能量样。
这不是比喻,这是2026年7月8日发表在《自然》杂志上的真实实验结果。纽约市立大学科学研究中心(CUNY ASRC)的物理学团队,次在实验室中复现了"彭罗斯-泽尔多维奇辐射"过程——个被写在黑板上过半个世纪、却始终缺乏直接实验验证的理论预言。
这件事的分量,怎么强调都不为过。
从黑洞理论到实验台:这个预言为何等了50年
故事要从1969年说起。诺贝尔物理学得主罗杰·彭罗斯爵士提出了个让人头皮发麻的想法:旋转黑洞外围存在个叫"能层"的特殊区域,在那里,时空本身被黑洞的旋转拖拽着起转动。
如果个粒子进入能层并在其中分裂,部分坠入黑洞,另部分逃出来黑河家具封边胶价格 ,逃出来的那部分携带的能量竟然会比原始粒子还多。多出来的能量从哪里来?从黑洞的转动动能里来。
两年后,苏联物理学雅科夫·泽尔多维奇将这个思路广到了波。他预测,只要旋转物体的角速度足够快,满足 ω
问题在于"足够快"这三个字。对于电磁波而言,满足条件所需的旋转速度端苛刻,远远出任何机械装置所能达到的限。此前研究者在旋转水涡(2017年)、旋转声学盘(2020年)以及旋转铝柱体(2024年)上都观测到了辐射现象,但电磁波域始终是道跨不过去的坎。
CUNY团队的破局之道,是绕开"真正旋转"这个前提。
"成旋转":让静止的装置欺骗电磁波
研究人员构建了个由三个电子谐振器组成的环形网络,用变容二管精确控制各谐振器的电容值,并按照严格的时序在环路中快速循环切换。
装置本身纹丝不动。但这种在时间和空间上传播的调制模式黑河家具封边胶价格 ,对电磁波来说,在感知上与个速旋转的物体毫区别。关键的是,这种"成旋转"的有转速可以被任意调,在等意义上甚至可以过光速——而真实的旋转物体永远做不到这点。
实验的输入信号频率为100 MHz。当调制频率被调整至满足泽尔多维奇条件时,研究人员观察到个决定的信号:波的轨道角动量发生了符号反转,进入了负频率区域,这正是时间反演动力学的标志,也是能量提取的开关。
终测得的大净增益约为7.8分贝——电磁波真的变强了,保温护角专用胶能量来自外部驱动源,机制与彭罗斯-泽尔多维奇过程的底层热力学逻辑致。
实验还揭示了个反直觉的发现:通常被视为"天敌"的系统损耗,在这里居然起到了助作用。适度的损耗与调制强度协同配,反而扩大了增益并拓宽了响应带宽。
不只是物理学的里程碑
这项研究的意义,并不止于验证了个古老的天体物理学预言。
对于工程域,CUNY团队实际上展示了种全新的放大原理。传统放大器靠晶体管或增益介质向波注入能量,而这套装置的增益来自结构化的时间调制——波凭借自身的旋转特,主动从驱动场中汲取能量。这是种前所未有的工作机制。
由于这套系统对波的轨道角动量(OAM)具有度选择,只有携带特定旋转特征的波才会被放大,其他的不受影响,这让它在线通信域具有特的应用潜力。OAM作为种立的信息编码维度,理论上可以在同频段上叠加大量彼此正交的信道,大幅提升频谱利用率。
目前实验在射频波段进行,但研究团队指出,同样的物理原理并不存在频率上的限制。通过全光调制案,这套架构有望广至光子系统,乃至量子光学平台。研究人员设想,未来可以利用同样的OAM选择能量交换机制,在室温下操控光的量子态,甚至服务于量子信息处理。
衔研究的纽约市立大学因斯坦物理学教授安德烈亚·阿卢(Andrea Alù)将这成果定位为"波与物质相互作用的种新法",其影响将横跨天体物理学、通信技术和量子科学三大域。
个诞生于黑洞思想实验的理论,终以块安静的桌面电路板,完成了从宇宙到实验室的旅程。相关词条:铝皮保温 隔热条设备 钢绞线厂家玻璃棉 泡沫板橡塑板专用胶
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