Les chercheurs ont créé une « bombe à trou noir » dans le laboratoire pour la première fois.
En 1972, les physiciens William Press et Saul Teukolsky décrit un phénomène théorique appelé un trou noir La bombe, dans laquelle les miroirs enferment, réfléchissent et amplifient de façon exponentielle émanant d’un trou noir rotatif.
Maintenant, dans une nouvelle étude, des physiciens de l’Université de Southampton, de l’Université de Glasgow, et de l’Institut de photonique et de nanotechnologies du Conseil national de recherche italien ont vérifié expérimentalement la bombe théorique de trou noir. Cette percée aidera les astrophysiciens à mieux comprendre comment les trous noirs tournent. Le document a été publié sur le serveur de préparation Arxiv le 31 mars et n’a pas encore été évalué par les pairs.
Les idées qui sous-tendent ce document et le journal original de 1972 reviennent au travail fondamental mis par deux autres physiciens. En 1969, physicien mathématique britannique et Lauréat du prix Nobel Sir Roger Penrose a proposé un moyen de Extraire l’énergie d’un trou noir rotatifqui est devenu connu sous le nom de superradiance Black Hole. Alors, dans 1971Le physicien biélarussien Yakov Zel’dovich a cherché à mieux comprendre le phénomène. Dans le processus, il a réalisé que dans les bonnes conditions, un objet rotatif peut amplifier les ondes électromagnétiques. Ce phénomène est connu comme l’effet Zel’dovich.
«Les composants ont explosé»
Dans leurs nouvelles recherches, les scientifiques ont exploité l’effet Zel’dovich pour créer leur expérience. Ils ont pris un cylindre en aluminium tourné par un moteur électrique et l’ont entouré de trois couches de bobines métalliques. Les bobines créées et reflétaient un champ magnétique Retour au cylindre, agissant comme un miroir.
Alors que l’équipe dirigeait un champ magnétique faible au niveau du cylindre, ils ont observé que le champ que le cylindre réfléchissait était encore plus fort, démontrant une superradiance.
Ensuite, ils ont retiré le champ magnétique faible initial des bobines. Le circuit, cependant, a généré ses propres vagues, que le cylindre de rotation a amplifié, faisant amasser les bobines. Entre la vitesse de rotation du cylindre et le champ magnétique amplifié, l’effet Zel’dovich était en plein essor. Zel’dovich avait également prédit qu’un absorbeur rotatif – comme le cylindre – passerait de l’absorption à l’amplification si sa surface se déplace plus rapidement que l’onde entrante, que l’expérience a vérifiée.
« Notre travail apporte pleinement cette prédiction dans le laboratoire, démontrant non seulement l’amplification mais aussi la transition vers l’instabilité et la génération spontanée des vagues », co-auteur de l’étude Maria Chiara Braidottiun associé de recherche physique à l’Université de Glasgow, a déclaré à Live Science dans un e-mail.
« Nous avons parfois poussé le système si fort que les composants de circuit ont explosé », co-auteur de l’étude Cromb Marionun chercheur de l’Université de Southampton, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « C’était à la fois passionnant et un véritable défi expérimental! »
Bien que l’équipe n’ait pas créé un vrai trou noir, cet analogique démontre l’idée cruciale que la superradiance rotationnelle et l’amplification exponentielle sont universelles et ne s’appliquent pas seulement aux trous noirs. Ce modèle aidera également les physiciens à comprendre la rotation des trous noirs ainsi que les concepts à l’intersection de l’astrophysique, de la thermodynamique et de la théorie quantique, a déclaré Braidotti. Leurs recherches sont en cours d’examen pour publication dans une revue évaluée par des pairs.
