关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。 通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
两位研究人员表示，他们已经建造了一个圆柱体，可以充当人造电磁黑洞，吸收微波范围内的辐射，就像天体物理学版本吸收物质和光一样。
程强和崔铁军，来自中国南京东南大学毫米波国家重点实验室，在上周发布到在线物理预印本网站arXiv.org的一篇论文中详细介绍了他们的创造。程和崔报告称，他们设计了一个直径 21.6 厘米的薄圆柱体，该圆柱体由 60 个同心环组成，这些环由所谓的超材料制成——专门设计用于具有独特的光弯曲能力的复合结构。
与普通放大镜不同，由超材料制成的透镜可以具有负折射率，这意味着折射光弯曲到“法线”（垂直于透镜表面的假想线）的同一侧，入射光也是如此。在过去的几年中，世界各地的研究小组已经利用超材料制造“超透镜”以及用于所谓的隐形斗篷，在隐形斗篷中，光线弯曲到物体周围，仿佛物体不存在一样。
实验室黑洞基于类似的方法——建立渐变折射率，将电磁辐射向内弯曲到圆柱体的核心。反过来，核心是电磁辐射的有效吸收器。在一种可能的应用中，核心将被“有效载荷”（例如太阳能电池）取代，外层将光线导入内部。但崔警告说，这样的实现还很遥远，既需要修改设备以在可见波长下工作，又需要将二维环扩展到三维。
程和崔的工作代表了普渡大学的叶夫根尼·纳里马诺夫和亚历克斯·基尔迪谢夫今年早些时候提出的一项理论提案的初步实现，该提案是关于一种可以从各个方向吸收入射光的超材料结构。
纳里马诺夫是电气与计算机工程教授，他说，继他与基尔迪谢夫的工作以及许多对超材料进行极端光操纵的研究之后，他对理论变为现实并不感到惊讶。“不过，他们完成的速度之快令人印象深刻，”他说。
约翰·彭德里是伦敦帝国学院的物理学家，他是最早利用超材料不寻常特性的人之一，他说这项新研究“构成了一种构建吸收器的全新方法，但同时保持对吸收辐射的控制。”
然而，彭德里指出，与黑洞的类比并不完美。“黑洞吸收入射辐射和其他物体，但关于真实黑洞的关键点是史蒂芬·霍金的黑洞会发出霍金辐射的预测，”他说，他指的是物理学家史蒂芬·霍金的假设，该假设植根于广义相对论和量子力学。如果观察到霍金辐射，它将为深入了解这两种理论的复杂边界提供关键见解。“一个真正的黑洞通过其引力能为辐射提供能量，”彭德里说，“但本文报告的设备没有内部能量来源，因此无法发射霍金辐射。”
此外，超材料黑洞不像引力黑洞那样无情地贪婪。崔估计，演示黑洞仅吸收 80% 的微波，但增加入射光的频率（例如，达到可见波长）将增加吸收。崔说，用于光学光的人造黑洞正在进行中，甚至可能在今年年底前开发出来——这一预测可能会引起该领域的一些怀疑。“我认为作者在预测可见光区域方面过于乐观，”彭德里说。“但我会很高兴被证明是错的。”