НАУКАОРУЖИЕТЕХНОЛОГИИАВТОМОБИЛИГАДЖЕТЫ
АРХИВБЛОГИВИДЕОЛЕКТОРИЙКОНКУРСЫАУКЦИОН ПМ  МАГАЗИН ПМ

ЧЕРНАЯ ДЫРА В ПРОБИРКЕ: ПОГЛОТИТЕЛЬ

 32  11273

Впервые искусственно создана «электромагнитная черная дыра», засасывающая окружающее излучение. В будущем это открывает дорогу самым невероятным технологиям – прежде всего, в солнечной энергетике.


Пока что устройство работает только с микроволновым излучением, но в принципе ничто не мешает расширить его возможности, охватив и видимую часть спектра. А это значит, что мы сможем буквально «засасывать» солнечный свет, генерируя огромные количества энергии даже в пасмурный день.

Теоретически создание такой «черной дыры» было обосновано и описано нашими соотечественниками, работающими сегодня, к сожалению, в США – Евгением Наримановым и Александром Килдишевым. Их идея состояла в симуляции способностей реальной черной дыры поглощать материю и излучение, изгибая пространство-время. Ученые показали, что возможно сконструировать устройство, которое заставляет падающее на него излучение изгибаться, двигаясь по спирали к его центру – совсем, как у черной дыры, хотя и совершенно по другим причинам. Если черная дыра действует благодаря своей колоссальной силе притяжения, инструмент, придуманный Наримановым и Килдишевым, представляет собой цилиндр, собранный из концентрических слоев метаматериала.

Хитрость состоит в том, что диэлектрическая проницаемость оболочек цилиндра для электромагнитных волн определенного диапазоне понемногу повышается при движении от периферии к центру. Самая внутренняя оболочка, которая соприкасается с центральным стержнем, обладает тою же проницаемостью, что и сам стержень. Луч как бы «сваливается» все глубже внутрь цилиндра, переходя по сложной траектории от одной оболочке к другой и свободно переходит из самой внутренней в центр.

Эта идея оказалась вовсе не бесплодной: китайские ученые Те Цзюнь Цуй (Tie Jun Cui) и Цян Чэн (Qiang Cheng) воплотили ее в реальность, создав такую симулированную «черную дыру», способную улавливать и поглощать микроволновое излучение. Устройство представляет собой цилиндр, состоящий из 60-ти кольцевых слоев пористых метаматериалов: внешние 40 слоев образуют оболочку, а внутренние 20 – поглотитель. «Когда исходная электромагнитная волна попадает на его поверхность, - объясняет Цуй, - она захватывается и направляется во внутренние области цилиндра, к “центру черной дыры”, где и поглощается. Выбраться оттуда она не может никак». В данном случае энергия этого излучения просто переходит в тепло, но ей можно найти и куда более полезные применения.

Но для начала потребуется модифицировать устройство так, чтобы оно могло работать и с другими частями спектра, а сделать это может быть не так-то просто. Дело в том, что микроволны имеют на порядок большую длину волны, и «управляться» с ними с помощью пористого метаматериала легче. Однако китайские ученые полны надежд и обещают представить образец, годный для улавливания видимого излучения, уже в этом году.

Вот это будет важным достижением. Представьте подобные цилиндры, установленные по всей планете и улавливающие энергию солнечных лучей намного эффективнее, чем даже листья растений. Нет необходимости в огромных панелях солнечных батарей, а тем более в зеркалах, концентрирующих свет: производительность их будет и так достаточной. Генерируя электричество, они наполнят мир дешевой и совершенно чистой энергией почти из неисчерпаемого источника.

Кстати, удивительные метаматериалы позволяют создать и многие другие невероятные вещи – скажем, плащ невидимку – правда, пока что лишь в теории. Читайте об этом: «Теоретически, не вижу».

По публикации New Scientist Tech

Добавлено: 03.11.09
Зарегистрируйтесь сейчас и получите 100 баллов себе на счет!
А разместив ссылку на этот материал Вы получите дополнительные баллы за каждый переход по ней.
Подробнее об условиях акции читайте в правилах.

       


ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ


СПЕКТРОФОН
Будущим смартфонам

Миниатюрные спектрометры могут интегрироваться в смартфоны и открыть новую сферу полезных ...

21/05/12   9


БЕЛКИ ЖИРОВ
Управляемые растения

Ученые обнаружили и исследовали три белка, контролирующие вид и количество масел, синтезир...

21/05/12   4


ПО СВЕЖИМ СЛЕДАМ
Новый метод в арсенале следователей

Новая технология позволит судмедэкспертам обнаруживать следы выстрела на стрелке прямо на ...

18/05/12   9


НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ
4-17 мая 2012 г.

С Байконура к МКС отправился новый экипаж. Успешные старты в США, Китае и Французской Гвиа...

18/05/12   5

КОММЕНТАРИИ (32)
Написать комментарий:





СП
Добавлено 03.11.09 17:00
- 0 +
2Дмитрий Зотьев 03.11.09 15:17

Насчет отражения - согласен, что-то будет отражаться, но это борем так: поверхность - чёрная, матовая, коэффициенты преломления считаем для инфракрасного. А вот слои это лишнее, хотя может и проще сделать, их цель - ступенчатое увеличение коэф. преломления, а в моём предложении - непрерывное. Результат должен быть такой же.


Цитировать
Гость
Добавлено 03.11.09 16:35
- 1 +
"Представьте подобные цилиндры, установленные по всей планете и улавливающие энергию солнечных лучей намного эффективнее, чем даже листья растений." - Да что Вы говорите! А то, что этот цилиндр должен быть такого же размера как и солнечная панель, никто не подумал? Ведь плотность солнечного излучения постоянна, а из окружающего пространства он не в состоянии "высосать" излучение. То есть на самом деле это не черная дыра, а обыкновенная ЛИНЗА. И единственная польза для солнечных панелей - просто "сбор" света в оптимальный угол для панели.


Цитировать
     OFFLINE

Написать личное сообщение

Зарегистрирован: 01.01.70
Сообщений:
Комментариев:
Рейтинг:
Баллов на счету: 0
Добавлено 03.11.09 15:17
- 0 +
2 СП

@Сделать всё то же самое для света очень даже просто: @.

Не совсем так, хотя близко. Фишка в том, что нужно свернуть именно НЕСКОЛЬКО таких листов (с разными коэффициентами преломления). У каждого листа сей коэффициент может быть постоянным, и это упрощает изготовление по Вашей методике. Но проблема не в изготовлении.
Часть света, падающего снаружи на внешнюю поверхность такого цилиндра (и всех внутренних, концентрических) будет отражаться обратно. Та часть световой волны, что проникнет внутрь, назад не вернется. Объект будет виден в отраженном свете. С микроволнами эту проблему как-то решили за счет подбора этих самых метаматериалов. А со светом пока проблема.

Хотя и рассеиваться свет будет внутри ( (C) Дмитрия :-) ), возвращаясь частично обратно. Аккумулировать световую энергию предлагаемое Вами изделие будет. Но будет ли оно эффективнее любого черного предмета - это вопрос. Скорее всего не будет.



Цитировать
СП
Добавлено 03.11.09 14:56
- 0 +
Сделать всё то же самое для света очень даже просто: присадка, влияющая на коэффициент преломления, распределяется с убыванием по длине стеклянного листа, а потом лист накручивается на оправку из стекла с наибольшим значением оного коэффициента и всё это делается с горячим стеклом, чтобы не было границ слоёв. Всё, включаем свет.


Цитировать
     OFFLINE

Написать личное сообщение

Зарегистрирован: 01.01.70
Сообщений:
Комментариев:
Рейтинг:
Баллов на счету: 0
Добавлено 03.11.09 03:47
- 0 +
Дмитрий Мамонтов

У меня не получается скачать статью - комп виснет после того, как открываеся 1 стр. Странно!
Как нибудь потом я попробую до нее добраться и прочитать. Очень любопытно, спасибо за информацию.
Но для описания данного явления ни дисперсия ни т.н. отрицательный коэффициент преломления не требуются. Механизм явления совершенно ясен и мною, полагаю, правильно описан выше (т.е. ниже на экране). Метаматериалы, видимо, были нужны для замедления волны, т.е. для реализации расчетных значений коэффициентов преломления (положительных !!! :-) ) .
Что мешает реализовать такое со светом ? Только одно - трудности с отражением при прохождении световой волны в каждый цилиндр. Как исключить отражение и обеспечить только преломление на входе в цилиндр ? Как раз метаматериалы помогают решить эту задачу в случае микроволн. Со светом, стало быть, она решается как-то сложнее и пока не решена. Или я не прав ?




Цитировать
     ONLINE

Написать личное сообщение
Дмитрий Мамонтов
Редакция «ПМ»
Зарегистрирован: 21.05.08
Сообщений: 42
Комментариев: 7262
Рейтинг: 8351.00
Баллов на счету: 8351
Добавлено 03.11.09 02:44
- 0 +
Дмитрий Зотьев

Но он же корень квадратный из epsilonmu ! Как такое возможно ?
[ссылка]

@Дисперсию диэлектрической проницаемости (в общем случае) никто не отменял. @
Ну уж верно не в этих, по всей видимости, однородных цилиндрах !

Я говорил об общем случае. Однородность тут ни при чем, по ссылке там хорошо объяснено.


Цитировать
     OFFLINE

Написать личное сообщение

Зарегистрирован: 01.01.70
Сообщений:
Комментариев:
Рейтинг:
Баллов на счету: 0
Добавлено 03.11.09 02:33
- 0 +
Дмитрий Мамонтов

@Речь идет о метаматериалах, рассчитанных под определенную длину волны. В метаматериалах бывает даже отрицательный показатель преломления ;-).@

Но он же корень квадратный из epsilon*mu ! Как такое возможно ?
Хотя я, возможно, немного погорячился. Было слабое подозрение, что в слове "метаматериал" есть какой-то подвох :-)

@Дисперсию диэлектрической проницаемости (в общем случае) никто не отменял. @

Ну уж верно не в этих, по всей видимости, однородных цилиндрах !


Цитировать
     ONLINE

Написать личное сообщение
Дмитрий Мамонтов
Редакция «ПМ»
Зарегистрирован: 21.05.08
Сообщений: 42
Комментариев: 7262
Рейтинг: 8351.00
Баллов на счету: 8351
Добавлено 03.11.09 02:23
- 0 +
Дмитрий Зотьев

Только вот, дорогой журнал ПМ, не бывает "диэлектрической проницаемости для электромагнитных волн определенного диапазона".
Речь идет о метаматериалах, рассчитанных под определенную длину волны. В метаматериалах бывает даже отрицательный показатель преломления ;-).

Диэлектрическая проницаемость есть постоянный коэффициент ослабления внешнего электрического поля в среде,
Дисперсию диэлектрической проницаемости (в общем случае) никто не отменял.
[ссылка]



Цитировать
     OFFLINE

Написать личное сообщение
KiRiLL_Dafalen
Зарегистрирован: 25.02.09
Сообщений: 0
Комментариев: 32
Рейтинг: 174.00
Баллов на счету: 174
Добавлено 03.11.09 02:13
- 0 +
конечно не договаривают,,,, что им ВСЁ эти китайцы рассказали)


Цитировать
     OFFLINE

Написать личное сообщение

Зарегистрирован: 01.01.70
Сообщений:
Комментариев:
Рейтинг:
Баллов на счету: 0
Добавлено 03.11.09 01:09
- 0 +
Вследствии эффекта полного внутреннего отражения волна не выходит за пределы цилиндра. Если же, по проникновении в цилиндр, угол падения волны оказался недостаточным для отражения от "противоположной" стенки, то эта волна проникает в следующий цилиндр и т.д. Все проще термически обработанной репы :-) Однако забавная вещица получилась !

Только вот, дорогой журнал ПМ, не бывает "диэлектрической проницаемости для электромагнитных волн определенного диапазона". Диэлектрическая проницаемость есть постоянный коэффициент ослабления внешнего электрического поля в среде, каковое ослабление наступает от частичной поляризации молекул этой среды и ориентации получающихся диполей. Волны тут совсем не при чем ! Оная диэлектрическая проницаемость подобрана для каждого цилиндра так, чтобы обеспечить требуемый угол полного внутреннего отражения. Каковой угол зависит от коэффициента преломления вещества цилиндра. А коэффициент преломления, в свою очередь, зависит от вышеупомянутой диэлектрической проницаемости, а также от магнитной проницаемости среды :-)


Цитировать
     OFFLINE

Написать личное сообщение

Зарегистрирован: 01.01.70
Сообщений:
Комментариев:
Рейтинг:
Баллов на счету: 0
Добавлено 03.11.09 01:04
- 0 +
Дмитрий

@Излучение рассеиваться же должно по пути к центру... Во все стороны.@

Для этого должны быть свободные заряды, а их в данном случае нет. И это  не свет, чтобы рассеиваться на электронах в атомах. Не воспринимайте принцип Христиана мм...нашего Гюйгенса слишком буквально :-)









Цитировать
Дмитрий
Добавлено 03.11.09 00:28
- 0 +
Излучение рассеиваться же должно по пути к центру... Во все стороны.. Что-то не договаривают!


Цитировать

« Пред.     1 2
 
Россия готовит две крупные космические миссии
Истребители пятого поколения отправят на разведку
Миссия на Марс: повреждения ДНК и лечение квасом
ПОПУЛЯРНЫЙ
ЛЕКТОРИЙ
МОСКВА
  МОЗГ И ПСИХИКА ЧЕЛОВЕКА  
В лекции будет рассмотрена одна из величайших тайн природы - происхождение субъективного состояния мозга: ощущений, эмоц...
22 мая
ТОП 5 ТЕМ
БЕЛКОВОЕ РАССТРОЙСТВО
Кто в ответе за всё

Из нейронов головного мозга изолирован набор белков, нарушения в работе которого приводит ...

29/12/10   4
Т-90 ПРОТИВ АБРАМСА
Довольно часто в СМИ можно встретить утверждения, о том, что Т-90 в нынешнем виде уже не м...

02/03/09   31474
НОВЫЙ КАЛАШ
Подробности

В июне прошлого года «Ижмаш» начал разработку нового автомата в инициативном порядке, н...

17/04/12   347
ПОЛЕЗНЫЙ ВРЕД
Темная сила на светлой стороне

Не все прионы одинаково вредны: показано, что в некоторых случаях они приносят зараженной ...

03/05/12   6
ОРУЖИЕ ПОБЕДЫ
От гранаты до истребителя

Бытует мнение, что Советский Союз одержал победу в Великой Отечественной войне скорее числ...

21/04/09   17114
© 2002-2011 ООО «Фэшн Пресс»,
© 2002-2011 Sanoma Independent Media.

Перепечатка и любое воспроизведение
материалов сайта возможны лишь с
письменного разрешения ООО «Фэшн Пресс».

Создание сайта «Insight-Studio»

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru Фабрика шуб представляет: лучшие шубы из норки черная 2 от российского производителя!
САЙТ
Обои
Опросы
Правила
Правовая информация
Контакты
RSS
РЕКЛАМА
Реклама в журнале
Реклама на сайте
Реклама в iPad
Реклама в мобильных
приложениях
ЖУРНАЛ
Архив
Подписка на журнал
Блог редакции
Письмо в редакцию
НОВЫЙ НОМЕР
Читать на сайте
в iPad
в iPhone
в Android
в Samsung bada