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我国科学家验证“光学黑洞”理论

  我国科学家对“光学黑洞”理论进行了验证,

  电磁黑洞捕捉电磁波,引导电磁波螺旋行进直至被吸收。近日,在国家自然科学基金和“973”计划的支持下,东南大学教授崔铁军教授在“电磁黑洞”研究方面取得重要进展。他们首次使用实验装置模拟微波波段的“电磁黑洞”,并通过实验验证了普渡大学科学家在微波波段提出的“光学黑洞”理论。所谓的黑洞,很容易让人看起来像字面上的“黑洞”。实际上黑洞一般被认为是引力场到达一个临界区域,甚至可以接近它所吸收的所有物体,其引力场是如此强烈,甚至光线都不能逃逸。作为本世纪最具挑战性和激动人心的天文学之一,许多科学家正在努力揭开黑洞的奥秘,不断提出新的理论。实际上,这个基于引力场的黑洞在实验室中很难做实验来模拟和验证,但是可以用类比的方法研究它的一些性质。电磁黑洞就是其中之一。据悉,崔铁军研制的这种人造电磁黑洞是由新型人造电磁共振和非共振型材料组成的。通过应用电磁波在非均匀介质中的传播路径来模拟弯曲空间中物质在引力场中的运动轨迹,并模拟黑洞的一些特点。他们的实验结果表明,电磁黑洞能够全方位地捕获电磁波,引导电磁波螺旋行进,直到被黑洞吸收。在微波频段,黑洞对电磁波的吸收率可达99%以上。 arXiv.org是一个在线预印网站,刚刚发布后的研究成果引起了国际主流科技媒体的高度关注。英国出版的“自然”,“新科学家”,“美国发现”,“科学美国人”,“麻省理工学院技术评论”和“物理科学”等都详细介绍了这项工作,并邀请专家发表评论。伦敦帝国理工学院(Imperial College)的科学美国人佩德里(Pendry)博士评论说:“这项新的研究为吸收同时控制电磁波的方法提供了一种全新的方法电磁波的吸收“。由于电磁波的高吸收,电磁黑洞有望获得电磁隐身等重要应用。崔铁军实验中使用的新型人造电磁材料(超材料)是指具有特定几何形状的亚波长宏观基本单元的周期性或非周期性排列。人造材料不同于传统材料是利用宏观尺寸单位来取代原来的微观原子或分子大小。因此,新型人造电磁材料的特点取决于其基本单元结构。人们可以通过人为地设计单元结构来控制材料特性,以形成自然界中不存在的特殊结构材料,从而控制电磁波的传播。崔铁军的新型人造电磁材料研究小组一直由国家自然科学基金资助,今年初,崔铁军研究小组与杜克大学的史密斯教授研究小组合作,迈出了新的一步。研究“隐身衣”,他们用新型人造电磁材料研制出微带频带地带,具有带宽小,损耗低的隐身服装的目的,研究成果发表在美国“科学”杂志上,与崔铁军,史密斯是这篇论文的共同作者,他们开发的隐身衣实际上更像是一个“隐形地毯”,它覆盖了一定的目标,并使宽带隐身于这个目标之后,也引起了上述文章的兴趣国际,国内重要科技媒体的广泛关注

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