Un team di ricercatori è riuscito a ricreare per la prima volta in un esperimento di laboratorio un fenomeno finora esistente solo in teoria nel campo dei buchi neri. L'esperimento dimostra che la rotazione di un oggetto può amplificare esponenzialmente le onde elettromagnetiche, imitando il comportamento di una pompa di buco nero , un concetto proposto più di 50 anni fa.
Tutto ebbe inizio nel 1971, quando il fisico Yakov Zel'dovich predisse che un cilindro metallico rotante avrebbe potuto amplificare le onde elettromagnetiche se avesse ruotato sufficientemente velocemente. L'idea è stata ispirata dai buchi neri rotanti, che teoricamente possono estrarre energia dalla loro rotazione e trasferirla alle onde che li circondano.
Zel'dovich pensò che se uno specchio fosse stato posizionato attorno all'oggetto rotante, le onde amplificate sarebbero rimbalzate indietro e si sarebbero propagate, crescendo in modo incontrollato fino a diventare instabili, trasformando il dispositivo in una specie di "bomba". Finora nessuno era riuscito a dimostrare questo effetto in un esperimento reale.
L'esperimento: un cilindro rotante e campi magnetici
Il team, guidato da ricercatori delle Università di Southampton e Glasgow, ha utilizzato un cilindro di alluminio che gira ad alta velocità, circondato da bobine che generano un campo magnetico rotante. Quando il cilindro gira più velocemente del campo magnetico, accade qualcosa di straordinario: invece di assorbire energia, la amplifica.
Il sistema funziona come un amplificatore, ma quando la resistenza elettrica nel circuito si riduce, accade qualcosa di ancora più curioso: le onde elettromagnetiche iniziano a crescere esponenzialmente da sole, alimentate dal rumore di fondo del sistema.
La "bomba" autodistruttiva.
In condizioni normali, questa crescita incontrollata causerebbe il collasso del sistema, ma gli scienziati sono riusciti a osservare un altro fenomeno previsto dalla teoria: man mano che il cilindro perde energia di rotazione, la sua velocità diminuisce fino a quando l'effetto di amplificazione non cessa, come se la bomba si stesse spegnendo prima di esplodere, un comportamento che corrisponde a quello che ci si aspetterebbe da un buco nero che perde energia fino a quando non si stabilizza.
Sebbene l'esperimento sia stato condotto su scala gestibile in un laboratorio, serve a convalidare teorie fisiche come la connessione tra la rotazione degli oggetti e l'amplificazione delle onde. Apre inoltre la porta a future ricerche volte a osservare effetti ancora più esotici, come la generazione di onde dall'energia del vuoto quantistico, un fenomeno anch'esso previsto da Zel'dovich ma che non è stato ancora rilevato direttamente.
di Guillermo Carvajal
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