Los físicos lograron reproducir por primera vez en el laboratorio la llamada bomba «agujero negro», demostrando el efecto Zeldovich propuesto hace 50 años.
Por primera vez se ha confirmado la idea de que energía puede obtenerse de un agujero negro fue propuesta por el físico Roger Penrose en 1969. Penrose predijo que las partículas que vuelan en las inmediaciones del horizonte de sucesos de un agujero negro en rotación podrían recibir energía de él debido a que el agujero negro curva y acelera el espacio-tiempo a su alrededor.
En 1971, el físico Yakov Zeldovich descubrió que se pueden conseguir procesos similares moviendo la luz alrededor de un cilindro metálico que gira rápidamente. Según sus cálculos, el efecto de superradiación debería producirse cuando el cilindro gira a la misma velocidad que la luz. Sin embargo, ésta es una velocidad increíble.
Zeldovich señaló que si se colocara un espejo cilíndrico alrededor del cilindro, la energía de la superradiación se reflejaría y amplificaría de nuevo por la rotación del cilindro, y luego se reflejaría de nuevo. De este modo, se produciría una rápida acumulación de energía, que finalmente encontraría una salida o explotaría.
Además, el efecto Zeldovich puede desencadenarse incluso sin una fuente de luz inicial Agujero negro o un cilindro podría amplificar fluctuaciones aleatorias minúsculas, siempre existentes, del campo electromagnético en el vacío — las llamadas fluctuaciones cuánticas. ¡En esencia, generar energía a partir de «ruido»!
Durante muchas décadas, los físicos han intentado reproducir el efecto Zeldovich. Sin embargo, esto parecía problemático porque no había forma de hacer girar el cilindro a la velocidad requerida. Finalmente, un equipo de físicos dirigido por Hendrik Ulbricht decidió utilizar ondas electromagnéticas con un menor frecuencia, que son creados por el campo magnético
Los científicos utilizaron un cilindro de aluminio, que gira con un motor eléctrico, y colocaron a su alrededor tres capas de bobinas metálicas. Estas bobinas crean un campo magnético giratorio y actúan como un espejo, reflejando el campo magnético de vuelta al cilindro. La velocidad de rotación del cilindro y el campo magnético cumplen las condiciones de Zeldovich para la superradiación.
Los físicos dirigieron un campo magnético débil hacia el cilindro y registraron que el campo saliente era efectivamente más potente que el dirigido hacia el cilindro. El efecto de superradiación se confirmó experimentalmente.
Sin embargo, los científicos no se detuvieron ahí y decidieron realizar el experimento sin el campo magnético inicial generado por las bobinas La instalación empezó a generar una señal por sí sola! El cilindro giratorio empezó a amplificar este ruido de fondo «fluctuaciones electromagnéticas aleatorias — y las bobinas-«espejos» iniciaron el proceso de acumulación de energía en forma de avalancha predicho por Zeldovich.
Este experimento permitió a los científicos examinar en detalle los procesos que tienen lugar en el espacio profundo y que los científicos no pueden ver directamente. Además, el estudio abre el camino a un método completamente nuevo de búsqueda de partículas hipotéticas e incluso de materia oscura. Si en el Universo existen partículas o campos ligeros, materia oscura, desconocidos para nosotros, también podrían interactuar con agujeros negros, girando a través del mecanismo de superradiación.
Por ejemplo, una enorme nube de partículas de este tipo se forma alrededor de un agujero negro, robándole su energía de rotación. ¿Qué veremos? En primer lugar, el propio agujero negro debería ralentizar gradualmente su rotación. En segundo lugar, esta nube de partículas puede emitir ondas gravitacionales específicas que podríamos detectar en la Tierra.
«Así, la superradiación convierte a los agujeros negros en detectores de partículas Y para cierto tipo de materia oscura, podrían resultar ser detectores mucho mejores que el Gran Colisionador de Hadrones del CERN», — señalan los investigadores.
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