Qora tuynukdan energiya olish mumkinmi?

Voy, sizga shunday narsa haqida aytmoqchiman — haqiqatan ham kelajakda yashayapsizgandek bo'lasiz.

Qora tuynuklar kosmosning eng kuchli chang tortgichlari sifatida mashhur. Ular yaqin kelgan hamma narsani yutadi, hatto yorug'lik ham qocholmaydi. Bu ularning asosiy vazifasi.

Ammo burish qilingani shundaki: 50 yildan ortiq vaqt davomida fiziklar nazariy jihatdan ayrim sharoitlarda aylanayotgan qora tuynukdan energiyani olish mumkinligini taxmin qilishgan. Kosmik o'g'ri filmi kabi. Va endi tadqiqotchilar buni laboratoriyada radio to'lqinlar yordamida amalga oshirdi.

Ha, men ham bir necha marta o'qib chiqdim.

Penrose jarayoni: 50 yillik orzu

1960-yillarga qaytaylik. Roger Penrose ismli fizik g'alati fikrni ilgari surdi: agar biror narsani aylanayotgan qora tuynukga to'g'ri yo'naltirsangiz, u parchalanishi mumkin. Bir qismi voqea ufqini kesib o'tadi (xayr, abadiy), lekin ikkinchi qismi qochib qutuladi — va boshlang'ichidan ko'proq energiyani olib ketadi.

Buning kaliti — ergosfera. Bu aylanayotgan qora tuynuk atrofidagi g'alati mintaqa — fazo-vaqtning o'zi ham qora tuynuk bilan birga aylanadi, lavlagi atrofida aylanuvchi suv kabi. Agar zarracha shu hududga tushsa va parchalansa, bir bo'lagi qora tuynukning aylanishidan olingan energiyani olib qochishi mumkin.

Penrose bu g'oyani ilgari surganda, fantastika kabi tuyulgan. Keyinchalik Yakov Zel'dovich ismli boshqa bir fizik bu g'oyani rivojlantirdi — to'lqinlar ham xuddi shunday qila oladi, aylanayotgan obyekt bilan o'zaro ta'sirlashib energiya ortishi mumkin.

Yagonaki muammo? Qora tuynuk yonida tajriba o'tkazib bo'lmaydi. Ularga osongina borib bo'lmaydi.

Bruklinda qora tuynuk yasash

Mana shu yerda voqea qiziqarli bo'lib qoladi. CUNY tadqiqotchilari shunday deb o'ylashdi: "Agar o'zimiz aylanishni timsoliy tarzda yaratmasak-chi? Haqiqatan aylantirmasdan?"

Va ular buni amalga oshirdi.

Tadqiqotchilar elektron komponentlar — radio chastotali rezonatorlar — halqasini yasashdi. Ammo burish bu yerda aylantirilmadi. Buning o'rniga, har bir komponentning xususiyatlarini tez vaqt oralig'ida puxta rejalashtirilgan ketma-ketlikda o'zgartirildi. Natijada sayohat qiluvchi na

-bu chiroyli hiyla to'lqinlarga ular aylanayotgandek tuyuldi, garchi haqiqatan aylantirilmagan bo'lsa ham.

Fan tasviriga o'xshash misol keltiraylik: pichoq podshipniklari videolarda teskari aylanayotgandek ko'rinadi, chunki kadrlar qanday suratga olinganligiga bog'liq. Tadqiqotchilar tizimni shunday loyihalashdiki, ichidagi to'lqinlar ajoyib tezliklarda aylanayotgan biror narsa bilan o'zaro ta'sirlashayotgandek bo'ldi — mexanik usulda erishib bo'lmaydigan tezliklar.

"Biz ultra-tez aylanish illüzyonini yaratayapmiz," tadqiqot guruhi tushuntirdi. "To'g'ri xususiyatlarga ega to'lqinlar sintetik harakatdan energiya oladi va kuchayadi."

Bu aslida Penrose jarayoni. Faqat zarralar o'rniga radio to'lqinlar bilan. Va laboratoriya stoliga sig'adigan qurilmada.

Nima uchun bu muhim

Nima uchun bu katta ahamiyatga ega ekanini tushuntiray.

Birinchidan, endi qora tuynuk fizikasini Yerning o'zida sinab ko'rish mumkin. Qora tuynuklar, neytron yulduzlar, fazo-vaqtning jiddiy bukilgan hududlari — bu eng ekstremal muhitlar to'g'ridan-to'g'ri eksperiment qilish uchun doimo erishib bo'lmaydigan joylar bo'lgan. Endi shu muhitlarning asosiy fizikasini qayta yaratishning nazorat qilinadigan usuli mavjud.

Ikkinchidan, bu amaliy texnologiyalar uchun imkoniyatlar ochadi. Simulyatsiya qilingan qora tuynuk aylanishidan energiya olish prinsiplari kommunikatsiya, optika va fotonika sohasida yaxshiroq tizimlar yaratishga yordam beradi. Agar sintetik aylanish yordamida signalarni kuchaytira olsangiz, samaradorroq, tanlanganroq va kuchliroq qurilmalar yaratishingiz mumkin.

Uchinchidan, kvant texnologiyalari ham foyda ko'rishi mumkin. Tadqiqotchilar xuddi shunday yondashuv fotonlar va kvant sistemalar bilan ham ishlashi mumkinligini taklif qilishadi. Bu kvant axborotini qayta ishlash va boshqarish usullarini inqilob qilishi mumkin.

Menga eng yoqadigan qismi

Mana shu narsa meni chinakam hayratga soladi.

Sintetik aylanish jismoniy obyektlar erishishi mumkin bo'lmagan harakatni modellashtira oladi. Shuning uchun biz birdaniga avval tasavvur qilib bo'lmaydigan fizika rejimlarini o'rganish imkoniyatiga ega bo'ldik. Oddiy fizikada hech narsa yorug'lik tezligidan tez aylana olmaydi. Ammo bu sintetik tizimda? Matematika boshqa qoidalarga rioya qiladi.

Bu degani biz mavjud fizikani takrorlayapsizmas — balki aylanish normal chegaralardan juda ham oshsa nima bo'lishini kashf qilyapmiz. Va bu biz hali tasavvur qilmagan yangi hodisalarga olib kelishi mumkin.

Tadqiqotchilarning o'zlari ham aytadilarki, bu tushunchalarni haqiqiy qurilmalarga aylantirishdan oldin ko'p ish qilish kerak. Ammo dalil ishlab chiqarildi, va imkoniyatlar chinakam qiziqarli.

Xulosa

Men chinakam hayratdamanmanki, "simulyatsiya qilingan qora tuynukdan energiya olish" bugungi kunda haqiqiy laboratoriyalarda amalga oshirilmoqda. Fan yoki 1960-yillardagi nazariy maqolalar emas. Haqiqiy eksperimentlar. Haqiqiy kuchaytirish. Haqiqiy natijalar.

Ba'zan biz bu kabi yutuqlarni odatiy deb qoldiramiz. Ellik yil oldin Roger Penrose aylanayotgan qora tuynuklarning g'alati fizikasiga asoslangan imkonsiz tuyulgan jarayonni orzu qilgan edi. Bugun biz shu jarayonning mohiyatini radio to'lqinlar va zamonaviy muhandislik yordamida takrorlashi mumkinmiz.

Keyingi 50 yilda nima bo'ladi?

Qiziquvchanlik bilan kutyapman.