彭罗斯超辐射的艺术渲染达莉拉帕索蒂哈迪塞纳萨里

纽约市立大学研究生中心高级科学研究中心（CUNYASRC）的研究人员证明了英国数学家和物理学家罗杰彭罗斯爵士50多年前预测的一件事。根据彭罗斯的说法，通过将一个物体插入事件视界（能层）外的区域，可以从快速旋转的（克尔）黑洞中提取能量。这个物体会被加速并从该区域弹出，携带的能量比进入时更多。

此前，苏联物理学家雅科夫泽尔多维奇基于彭罗斯过程这一定理进行研究，预测与高速旋转物体相互作用的波不仅能从中提取能量，还能被放大。在《自然》杂志近期发表的一篇论文中，纽约市立大学高级科学研究中心光子学计划的团队展示了一种通过与旋转体相互作用来放大波的新方法。他们使用经调制以模拟旋转的射频装置，创造出一种合成的超快旋转形式，其速度远超机械方式所能达到的水平。

他们的装置及其所利用的物理原理，有望帮助研究人员克服长期以来阻碍超快旋转动力学实验研究的限制。该装置由环形电子谐振器网络构成，其特性通过定时序列快速调制，以在环周围产生行进模式。当装置保持静止时，电磁波的行进模式创造出一种模拟物体超快旋转的合成运动形式。

纽约市立大学研究生中心杰出教授兼爱因斯坦物理学教授、纽约市立大学高级科学研究中心光子学计划创始主任安德里亚阿卢（AndreaAlù）表示：我们的方法促成了一种新的波物质相互作用方式，其中具有选定旋转特性的波从合成时间工程旋转中提取能量，产生一种宽带选择性放大形式。

他们的实验解决了泽尔多维奇研究中提出的基本问题

这个成功的实验将极端旋转动力学的理念从理论推向了实践，并创建了一个多功能实验平台，用于探索天体物理学、波物理学和量子科学交叉领域的广泛现象。这项工作对基础科学以及通信、光学和光子学的进步具有重要意义。

这项实验的另一个重要发现是，合成旋转能够模拟超光速运动，为研究人员在受控实验室环境中研究极端物理提供了强大工具。其研究潜力巨大，让科学家能够操控光、处理信息，并研究宇宙中最极端环境下发生的波现象。

展望未来，该团队希望他们的研究成果能够应用于技术领域，并扩展到光子学和量子研究。此外，其在商业领域也具有潜在应用，包括经典光学、量子光学以及无线通信。正如共同第一作者哈迪穆萨（曾是纽约市立大学高级科学研究中心光子学计划的博士生）补充道：

具有适当旋转特性的波从系统中提取能量并被放大，再现了彭罗斯泽尔多维奇过程的基本物理原理。我们的方法依赖于经过工程设计的超材料，这些材料旨在控制波的传播方式。

BY: Matthew Williams

FY: AI

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