Esimene tehislik must auk nägi ilmavalgust
Mikrolainesagedustel funktsioneeriv seadeldis võib pärast täiendamist hakata lõksu püüdma ka nähtavat valgust, mis looks aluse päikeseenergia täiesti uudse kogumise tehnoloogiatele, vahendab NewScientist.
Indiana osariigis tegutseva Purdue’ ülikooli teadlased Jevgeni Narimanov ja Aleksander Kildišev näitasid tänavu varem avaldatud teadustöös, kuidas teoreetiliselt peaks olema võimalik laboratooriumis konstrueerida valgust neelav must auk. Nende ettepanek oli matkida võimsa gravitatsiooniga ümbritsevat aegruumi moonutava ning ainet ja kiirgust mööda sel moel väänatud aegruumi spiraalis sissepoole tõmbava kosmoloogilise musta augu omadusi.
Narimanov ja Kildišev leidsid, et peaks olema võimalik ehitada seade, mis valgust samamoodi kaares enda keskme suunas kallutab. Nende kalkulatsioonide kohaselt pidi seda saama saavutada kesksest tuumast ja seda ümbritsevatest kontsentrilistest ringidest koosnevas silindrilises struktuuris.
Valguse kallutamiseks sissepoole oli vajalik kesta permitiivsuse — omaduse, mis mõjutab elektromagnetlaine elektrilist komponenti — sujuv suurendamine väljastpoolt sisemiste pindade suunas. See oleks analoogne aegruumi kaardumisele musta augu läheduses. Punktis, kus kest kohtub tuumaga, peab ringi permitiivsus kattuma tuuma omaga, nii et valgus mitte ei peegeldu, vaid neeldub.
Nüüd on Hiinas Nanjingis tegutseva Kagupiirkonna ülikooli teadlased Tie Jun Cui ja Qiang Cheng Narimanovi ja Kildiševi teooriat praktikas tõestanud ning konstrueerinud mikrolainesagedusi neelava „musta augu”. See koosneb 60st rõngakujulisest ribast, mis on valmistatud nn metamaterjalidest, millesarnastest on varem tehtud „nähtamatusekeepe”.
Iga riba kujutab endast iselaadset trükkplaati, kuhu on uuristatud keerulised struktuurid, mille karakteristikud varieeruvad ribast ribasse, nii et muutused permitiivsuses kujunevad sujuvaks. Välimised 40 riba moodustavad kesta, sisemised 20 neelava pinna.
„Seadeldisele suunatud elektromagnetlaine püütakse kinni ja juhitakse kesta sisemuses musta augu tuuma poole, kus see neeldub,” selgitab Cui. „Mustast august laine enam ei välju.” Seadme sees muundab tuum neelatud valguse soojuseks.
Narimanovile avaldab muljet, kuidas Cui ja Cheng tema konstruktsiooni rakendasid. „Mind üllatab, et nad seda nii kiiresti tegid,” ütleb ta.
Optilisi lainepikkuseid samal moel püüdva seadme valmistamine ei ole lihtne, kuna nähtava valguse lainepikkus on kordades väiksem mikrolaine-kiirguse omast. Vastavalt tuleb ka söövitatud struktuurid valmistada väiksemad.
Cui usub, et need takistused pole ületamatud. „Meie optilise musta augu demonstratsioon saab võimalikuks 2009. aasta lõpuks,” lubab ta.
Taolise seadeldise abil saaks päikeseenergiat koguda ka nendes piirkondades, kus see on peeglite abil päikese-elemendile koondamiseks liiga hajus. Optiline must auk neelaks selle kõik endasse ja suunaks tuuma sisse paigutatud elemendile. „Kui see tööle hakkab, pole valguse kogumiseks enam vaja tohutusuuri paraboolpeegleid,” kinnitab Narimanov.
