Crean un dispositivo que simula, en cierta medida, un agujero negro astrofísico

Científicos chinos han construido un dispositivo capaz de atrapar y absorber las microondas procedentes de todas las direcciones con una tasa de absorción del 99%, una característica que le permite a este dispositivo simular, en cierta medida, un agujero negro astrofísico.

(Izquierda) Un modelo del absorbente electromagnético omnidireccional, en el que las ondas electromagnéticas golpean el cilindro curvándose en forma espiral, en la región de la cáscara, quedando aprisionadas y absorbidas por el núcleo con pérdidas. (Derecha) Una fotografía del dispositivo, que se compone de 60 capas concéntricas de metamateriales revestidas de cobre. Crédito de la imagen: Instituto de Física.

Pocos de los materiales reales se acercan al 100 por ciento de absorción de las ondas electromagnéticas provenientes de todas las direcciones. Es posible llegar a cerca de la absorción total basándose en los métodos existentes, pero esto se limita generalmente a una gama específica de ángulos de incidencia.

Los científicos de la Universidad del Sudeste en Nanjing, China, explican en su estudio publicado en el New Journal of Physics que esta es la primera demostración experimental de un absorbente omnidireccional electromagnético en la región de frecuencias de microondas. Para construir el absorbente, los investigadores utilizaron las propiedades únicas de los metamateriales para manipular las ondas de luz y lograr la captura de ondas y sus propiedades de absorción.

El dispositivo se compone de un cilindro delgado que contiene 60 anillos concéntricos de cobre recubiertos con metamateriales dispuestos en capas. Cada capa se imprime con alternancia de patrones de estructuras metamateriales resonantes y no resonantes. Los diseños atrapan y absorben las microondas procedentes de todas las direcciones llevando la radiación a través de una trayectoria espiral hacia el interior y convirtiendo su energía en calor. Al igual que con un agujero negro, la radiación electromagnética no puede escapar del dispositivo.

Aunque el absorbedor electromagnético actualmente sólo funciona con microondas, los investigadores planean desarrollar un dispositivo que funcione con luz visible. El dispositivo ha demostrado aquí podría tener aplicaciones tales como la recolección de las microondas y las energías en el espacio libre, o como una fuente de emisión térmica, ya que el dispositivo transfiere energía electromagnética en energía térmica.

Más información: Qiang Cheng, et al. "Un absorbente electromagnético omnidireccional hecho de metamateriales" 2010 New Journal of Physics 12 063 006. DOI: 10.1088/1367-2630/12/6/063006

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Fuentes:
• Scientists create artificial mini 'black hole' (Physorg.com)
• 10.1088/1367-2630/12/6/063006