วัสดุพิเศษขนาดเล็กอาจเลียนแบบเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ รวมถึงการดักจับแสงในหลุมดำและการหยุดชะงักของวงโคจรของดาวเคราะห์ รายงานฉบับใหม่ในวารสาร Nature Physics ฉบับเดือนกันยายน เสนอ รูปร่างและการออกแบบของวัสดุดังกล่าวอาจทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการทดลองที่เป็นไปไม่ได้ก่อนหน้านี้ได้โดยการจำลองลักษณะของท้องฟ้าไว้ที่ม้านั่งในห้องปฏิบัติการหลุมดำบนโต๊ะ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์คาดการณ์ว่าวัสดุประเภทใหม่สามารถรวมสมาธิและดักจับคลื่นแสง (คลื่นความหนาแน่นสูงแสดงเป็นสีเหลือง) คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในหลุมดำ
X. ZHANG LABORATORY/UC BERKELEY
“นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สร้างกล้องโทรทรรศน์และดูท้องฟ้า และถ้าพวกเขาโชคดี ในชีวิตของพวกเขา พวกเขาจะได้เห็นเหตุการณ์หนึ่งหรือสองเหตุการณ์” Xiang Zhang ผู้ร่วมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ และ Lawrence Berkeley National Laboratory กล่าว “ตอนนี้คุณไม่ต้องรอถึง 100 ปีเพื่อสังเกตปรากฏการณ์ที่น่าสนใจ ตอนนี้เราสามารถศึกษาได้ในการทดลองบนโต๊ะ”
Zhang และเพื่อนร่วมงานของเขาเสนอที่จะเลียนแบบจักรวาลโดยใช้วัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งบิดและบิดแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ในรูปแบบที่ผิดปกติ วัสดุเหล่านี้เรียกว่าวัสดุ metamaterials นำทางแสงในทิศทางที่วัสดุปกติไม่สามารถทำได้
การศึกษาใหม่ “อาจให้แรงบันดาลใจใหม่แก่นักฟิสิกส์อนุภาคและนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์” Ulf Leonhardt จากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์สในสกอตแลนด์ให้ความเห็น “ถ้าคุณเริ่มทำการทดลองในห้องทดลอง มันจะสร้างความประหลาดใจและมุมมองใหม่ๆ”
ทีมของ Zhang เสนอ metamaterials ประเภทใหม่
ซึ่งเรียกว่าตัวดักจับโฟตอนที่มีดัชนีต่อเนื่อง ซึ่งสามารถนำแสงเข้ามาในลักษณะที่ดักจับมันไว้ภายใน จากการคำนวณหลายครั้ง นักวิจัยสรุปได้ว่าส่วนผสมของทองแดงกับอากาศ หรือส่วนผสมของโลหะผสมแกลเลียม อินเดียม อาร์เซไนด์ ฟอสไฟด์ และอากาศ จะสร้างวัสดุดังกล่าว
“แสงที่เดินทางผ่านวัสดุเมตานั้นคล้ายกับแสงที่เดินทางผ่านจักรวาล” Zhang กล่าว แม้ว่าสสารจะไม่เหมือนกับอวกาศ และบริเวณที่ดักจับก็ไม่เหมือนกับหลุมดำทุกประการ Zhang กล่าวว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ “ฟิสิกส์ทำงานเหมือนกันทุกประการ ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้สิ่งหนึ่งเพื่อศึกษาอีกสิ่งหนึ่งได้”
ในการคำนวณอื่น ๆ นักวิจัยพบว่าด้วยการปรับแต่งพื้นฐานบางอย่างในการออกแบบ วัสดุ metamaterials ประเภทใหม่ยังสามารถจำลองระบบที่วุ่นวาย เช่น การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่ไม่เป็นระเบียบ โดยการกระตุ้นความโกลาหลในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
การสร้างวัสดุ metamaterials เหล่านี้ไม่ใช่ความท้าทายที่สำคัญ Leonhardt กล่าว “ที่นี่ไม่ไกลนัก” เขากล่าว “ในอนาคตอันไม่ไกล เราจะได้เห็นสิ่งเหล่านี้”
นอกเหนือจากการช่วยนักวิจัยศึกษาคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับเอกภพแล้ว วัสดุเมตาเหล่านี้ยังอาจนำเสนอวิธีใหม่ๆ ในการจัดเก็บพลังงานอีกด้วย การใช้งานจริงอาจรวมถึงเสาอากาศและอุปกรณ์ดักจับพลังงานที่มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น Leonhardt กล่าว “นั่นอาจเป็นสปินออฟที่น่าสนใจ”
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Zhang กล่าวว่า metamaterials ที่เสนอนี้อาจเป็นวิธีที่สมบูรณ์แบบในการรวมสมาธิและกักเก็บแสงไว้ ทำให้เกิดเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง แสงที่ติดอยู่และตรึงอยู่กับที่สามารถเก็บสะสมไว้เป็นพลังงานได้ เซลล์แสงอาทิตย์ดังกล่าวอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมาก เขากล่าว
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ยูฟ่าสล็อต
