Een klein internationaal team van onderzoekers heeft ontdekt dat watergolven die ontstaan ​​als gevolg van verstrooiing door een draaiende vortex, een superradiantie kunnen vertonen - een effect dat astrofysici hebben voorspeld dat het waarschijnlijk zal optreden in zwarte gaten. maar die nooit is gerepliceerd in een laboratoriumexperiment. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfysica, de groep legt uit hoe ze golven hebben waargenomen en gemeten die zich voortplanten op het wateroppervlak in de buurt van een drainerende vortex en wat ze hebben gevonden.

Zoals de onderzoekers uitleggen, wanneer een golf een obstakel raakt, het heeft de neiging zich te verspreiden, zoals aan vrijwel elke kust kan worden waargenomen. Maar moeilijker te zien is dat een deel van de golf zowel wordt gereflecteerd als gedeeltelijk wordt doorgelaten. Dit leidde in 1954 tot een theorie van Robert Dicke die suggereert dat als een object draait, de golven kunnen worden versterkt door energie te onttrekken aan de delen van de golf die verstrooid zijn - een fenomeen dat superradiantie wordt genoemd. In deze nieuwe poging de onderzoekers voerden experimenten uit om te bewijzen dat de theorie correct was.

De experimenten bestonden uit het plaatsen van water in een tank van 3 x 1,5 meter met een gat van 4 cm in het midden om als afvoer te dienen - de onderzoekers namen metingen van de golfactiviteit door sensoren die aan de zijkant van de tank waren gemonteerd (en door een snelle , driedimensionale lucht-vloeistofinterfacesensor) terwijl het ingepompte water werd afgevoerd, het creëren van een draaikolk. De onderzoekers melden dat ze golven hebben waargenomen die zich op het oppervlak voortplanten en dat metingen bevestigden dat de golven werden versterkt nadat verstrooiing plaatsvond. Ze melden verder dat de grootste geregistreerde versterking 14 procent +/- 8 procent was met golven van 3,70 Hz in water dat slechts 6,25 cm diep was. Ze beweren dat hun bevindingen overeenkomen met de theorie, en daarom dat hun bevindingen kunnen worden toegepast op onderzoek rond zwarte gaten. Dit komt omdat ze geloven dat de verstrooiing van ondiepe golven op water analoog is aan de actie die plaatsvindt aan de waarnemingshorizon van een zwart gat. Ze merken ook op dat nieuwe, gevoeligere zwaartekrachtgolfdetectoren zouden ooit in staat kunnen zijn om ongeveer hetzelfde gedrag te meten met echte zwarte gaten.

Persbericht van de Universiteit van Nottingham

© 2017 Fys.org