中國科學(xué)家打造人造黑洞 有望用于太陽能發(fā)電

　　據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志15日?qǐng)?bào)道，兩名中國科學(xué)家首次制造出可以吸收周圍光線的人造電磁“黑洞”。這個(gè)黑洞目前在微波頻率下工作，或許不久后它就能夠吸收可見光，一種把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的全新方法可能因此產(chǎn)生。

　　由于這個(gè)人造黑洞并非像太空中的黑洞那樣，依靠自身巨大質(zhì)量產(chǎn)生的強(qiáng)大引力來吸收光線(或電磁波)，因此非常安全，不用擔(dān)心它會(huì)把地球吞噬。

　　新理論提供設(shè)計(jì)方案

　　今年年初，美國印第安納州西拉斐特市普渡大學(xué)(Purdue University)的伊維根•納瑞馬諾維(Evgenii Narimanov)和亞歷山大•基爾迪謝維(Alexander Kildishev)，在發(fā)表的一篇論文中提出制造可以用來捕捉光線的桌面黑洞的理論設(shè)計(jì)方案。他們的想法是模擬宇宙黑洞的性質(zhì)，制造人造黑洞。宇宙黑洞的強(qiáng)引力能彎曲周圍的時(shí)空，導(dǎo)致附近的任何物質(zhì)或放射物沿著被扭曲的時(shí)空，呈螺旋式旋轉(zhuǎn)著進(jìn)入黑洞深處。

　　納瑞馬諾維和基爾迪謝維經(jīng)過推理認(rèn)為，按照類似方法應(yīng)該能制造出一個(gè)可以使光線向它中心彎曲的裝置。他們認(rèn)為一個(gè)由同心圓外殼圍繞中心核的圓柱形結(jié)構(gòu)可以達(dá)到上述效果。使光線向內(nèi)彎曲的關(guān)鍵因素是裝置外殼的介電常數(shù)，介電常數(shù)對(duì)電磁波的電成分產(chǎn)生影響，增大裝置從外到內(nèi)整個(gè)表面的光滑度。這跟黑洞附近時(shí)空的彎曲部分非常類似。在同心圓外殼與中心核交界的地方，介電常數(shù)環(huán)必須與中心核相匹配，這樣光線才能被吸收，而不是被反射出去。

　　中國科學(xué)家付諸實(shí)踐

　　現(xiàn)在，中國南京東南大學(xué)的科學(xué)家崔鐵軍(Tie Jun Cui)和陳強(qiáng)(Qiang Cheng)開始把納瑞馬諾維和基爾迪謝維的理論付諸實(shí)踐，制造一個(gè)在微波頻率下工作的“黑洞”。他們利用以前制造隱身斗篷的“超材料”制成60個(gè)同軸環(huán)。每個(gè)同軸環(huán)都由結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路板構(gòu)成，而且從一個(gè)同心環(huán)到另一個(gè)同心圓，電路板特征的變化越來越大。外層的40個(gè)同心環(huán)組成裝置外殼，內(nèi)部的20個(gè)同心環(huán)構(gòu)成吸收器。

　　崔鐵軍說：“入射電磁波遇到該裝置時(shí)，電磁波將被該裝置捕獲，然后被引導(dǎo)著進(jìn)入黑洞的中心核，被中心核吸收。電磁波不會(huì)再從黑洞中出來。”光線在該裝置的中心核里被轉(zhuǎn)化成熱能。崔鐵軍和陳強(qiáng)把這項(xiàng)設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí)，給納瑞馬諾維留下深刻印象。他說：“他們這么快就制造成人造黑洞，讓我感到非常吃驚。”采用相同方式制造一個(gè)可以吸收可見光的裝置并非易事，因?yàn)榭梢姽獾牟ㄩL比微波輻射的波長更短。這就需要相應(yīng)地把同心圓結(jié)構(gòu)制造的更小一些。

　　崔鐵軍相信他們能攻克難關(guān)。他說：“我們希望我們的這種光學(xué)黑洞能在2009年底被采用。”以后可以用這種裝置收集陽光散射太厲害，利用反射鏡無法把它們集中到太陽能電池上的那些地方的太陽能。光學(xué)黑洞會(huì)把所有陽光都吸收進(jìn)去，把它們直接傳輸?shù)轿挥谥行牡奶柲?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/電池">電池里。納瑞馬諾維說：“如果這種人造黑洞試驗(yàn)成功，以后我們就不再需要用反射鏡收集太陽光了。”