Investigadores crean un agujero negro portátil

Publicado online el 15 de octubre de 2009 | Nature | doi: 10.1038/news.2009.1007

Investigadores crean un agujero negro portátil

El mini-agujero de metamateriales atrapa la luz microondas.
Geoff Brumfiel

[El “agujero negro” artificial absorbe microondas. Cheng y T. J. Cui]

Los físicos han creado un agujero negro para la luz que puede caber en el bolsillo de su chaqueta. El dispositivo, que apenas mide 22 centímetros de diámetro, puede absorber luz microondas y convertirla en calor.

El agujero es el último dispositivo inteligente creado con “metamateriales”, materiales especialmente diseñados que pueden curvar la luz de formas inusuales. Anteriormente, los científicos habían utilizado estos metamateriales para construir “alfombras de invisibilidad” y lentes superclaras. Este reciente agujero negro fue creado por Qiang Chen y Tie Jun Cui, de la Universidad del Sudeste de Nanjing, China, y se describe en un artículo del servidor de preimpresión ArXiv¹.

Normalmente los agujeros negros son demasiado grandes para transportarlos. Por ejemplo, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea tiene una masa de alrededor de 3,6 millones de veces la del Sol y deforma todo el espacio a su alrededor. La luz que viaja demasiado cerca puede quedar atrapada para siempre.

El nuevo meta-agujero negro también curva la luz, pero de una manera muy diferente. En lugar de depender de la gravedad, el agujero negro utiliza una serie de “resonadores” metálicos organizados en 60 círculos concéntricos. Los resonadores afectan a los campos eléctricos y magnéticos de las ondas de luz que pasan, causando su curvamiento hacia el centro del agujero. La luz va formando espirales cada vez más cerca del centro del agujero negro, hasta que llega a las 20 capas más internas. Estas capas están formadas por otra serie de resonadores que convierten la luz en calor. El resultado: lo que entra no puede salir. “La luz es totalmente absorbida en el núcleo”, aseguró Cui.

[ El dispositivo se compone de 60 “resonadores” de metamaterial concéntricos. Q. Cheng y T. J. Cui ]

“Estoy muy impresionado”, afirmó John Pendry, físico teórico del Imperial College de Londres. Pendry declaró que el agujero negro es el último ejemplo de los extraños dispositivos que se pueden construir con metamateriales. Pero, añadió, no es una analogía perfecta de un agujero negro. La enorme gravedad de los agujeros negros reales hace que emitan un misterioso resplandor cuántico, conocido como radiación de Hawking. “El dispositivo óptico descrito en este trabajo no tiene una fuente interna de energía y por lo tanto no puede emitir esta radiación de Hawking”, explicó Pendry.

Sin embargo, Cui afirmó que el agujero podría ser útil. A finales de año su equipo espera tener una versión del dispositivo que absorba luz de frecuencias ópticas. Si funciona, podría utilizarse en aplicaciones tales como las células solares.