Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliches Schwarzes Loch im Labor hergestellt

30.09.2013
Beobachtung erstmals in Bewegung möglich - Grundlagen der Energie

Ein Schwarzes Loch aus Plastik, das Licht wie wirkliche Schwarze Löcher einfängt, haben Forscher der Nanjing University im Labor hergestellt. Anders als ein wirkliches Schwarzes Loch ist dieses jedoch nicht gefährlich. Es soll dabei helfen, eines der größten wissenschaftlichen Rätsel zu lösen und könnte sogar Auswirkungen auf die Gewinnung von Energie wie zum Beispiel in Solarzellen haben.


Schwarzes Loch: Erstmals im Labor hergestellt (Foto: C. Sheng et al)

Brechungsindex entscheidend

Schwarze Löcher sind am bekanntesten dafür, dass sie Licht oder alles andere, das ihren Weg kreuzt, einfach schlucken. Dieses Schicksal ereilt jedoch nur Objekte, die nach dem sogenannten Ereignishorizont aufgesaugt werden. Weniger bekannt ist die Photonensphäre, ein Bereich außerhalb des Horizonts, der das Licht nur in gekrümmten Bahnen einfängt.

Die Wissenschaftler haben noch nie eine Photonensphäre beobachten können, da das eingefangene Licht nicht entfliehen und es daher auch nicht unsere Augen erreichen und für uns sichtbar werden kann. Das Team um Hui Liu hat jetzt ein künstliches Schwarzes Loch gebaut. In der Natur schlucken Schwarze Löcher Licht und halten es mit ihrer immensen Anziehungskraft gefangen.

Das im Labor herzustellen wäre schwierig und sehr gefährlich. Die Wissenschaftler verwendeten ein Stück Plastik und ahmten die Anziehungskraft durch die Veränderung seines Brechungsindexes nach, also jener Eigenschaft, die bestimmt, wie sehr eine Substanz das Licht krümmt. Der Brechungsindex ist bei unterschiedlichen Materialien verschieden. Daher erscheint auch ein Strohhalm, der aus einem Glas Wasser ragt, gekrümmt. Das Wasser krümmt das Licht mehr als die Luft und verfügt so über einen höheren Brechungsindex.

Einsteinsche Feldgleichungen angewandt

Ein Material mit einem sich ständig verändernden Brechungsindex würde zu einem Extrem führen. Zahlreiche kleine Krümmungen lassen eine flache Kurve entstehen, ähnlich der Photonensphäre eines Schwarzen Loches. Die Forscher fügten Quantenpunkte - kleine Stücke aus Halbleitermaterial, das fluoresziert, wenn es angestrahlt wird - zu geschmolzenem Acrylglas hinzu. In einem nächsten Schritt wurde diese Mixtur geschüttelt und auf eine rotierende Quarzscheibe aufgebracht, wo sie sich langsam ausbreitete.

Im Mittelpunkt platzierten die Experten eine mikroskopische Kugel aus Polystyrol, die als eine Art Anker diente. Das Material war in der Nähe der Sphäre am dicksten und dünnte sich dann mit zunehmendem Abstand aus. Laut Liu verändert sich damit der Brechnungsindex so wie bei Schwarzen Löchern.

Tatsächlich könnten die gleichen Einsteinschen Feldgleichungen wie bei den Schwarzen Löchern eingesetzt werden, um das Verhalten des Lichts auf dem Plastik zu beschreiben. Schickt man einen Laserstrahl durch das Material, kann das künstliche Schwarze Loch in Aktion beobachtet werden.

Die Forschungsergebnisse wurden in Nature Photonics http://nature.com/nphoton veröffentlicht.

Michaela Monschein | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://nju.edu.cn/html/eng

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Blick unter den Gletscher
12.06.2017 | Universität Bern

nachricht ROBOLAB generiert neue Forschungsansätze und Kooperationen
08.05.2017 | Hochschule Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften