Un equipo liderado por Marion Cromb de la Universidad de Southampton, con la colaboración de la Universidad de Glasgow y el Instituto de Fotónica y Nanotecnologías del Consejo Nacional de Investigación de Italia, ha replicado con éxito en laboratorio el mecanismo teórico conocido como “bomba de agujero negro”. Los resultados fueron publicados el 31 de marzo de 2025 en el servidor de preprints arXiv.
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La investigación se basa en la teoría desarrollada en 1972 por William Press y Saul Teukolsky, que postula cómo las ondas pueden ser amplificadas por un agujero negro en rotación si se encuentran confinadas por una estructura reflectante, formando una “bomba”. El equipo trasladó esta idea a una configuración experimental utilizando un cilindro de aluminio rodeado por tres capas de bobinas metálicas, diseñadas para generar un campo magnético y simular las condiciones descritas en la teoría.
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El dispositivo experimental consiste en este cilindro giratorio, accionado por un motor eléctrico. Se estudió el comportamiento bajo la influencia de un campo magnético aplicado. Cuando el cilindro rotaba en la misma dirección y a mayor velocidad que el campo magnético, el sistema amplificaba el campo reflejado, un fenómeno conocido como efecto Zel’dovich. Este mecanismo permite extraer y amplificar energía en un modo electromagnético rotatorio, replicando en laboratorio procesos que ocurrirían en las cercanías de agujeros negros en rotación.
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Un resultado notable del experimento es que, al retirar el campo magnético de entrada, el sistema fue capaz de generar ondas espontáneamente, lo que implica una amplificación exponencial de los modos electromagnéticos. Durante las pruebas, la intensa generación de energía llevó a la explosión de algunos componentes del circuito, lo que ilustra el potencial de amplificación generado por el mecanismo.
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El trabajo valida de manera experimental la existencia de la superradiancia y la amplificación exponencial como fenómenos universales, no exclusivos de los agujeros negros. Adicionalmente, el estudio establece conexiones relevantes con la fricción cuántica y la extracción de energía en sistemas rotatorios, lo que contribuye tanto a la física fundamental como al diseño futuro de experimentos sobre la interacción de campos y sistemas rotatorios.
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La energía generada potencialmente por este mecanismo, si se trasladara a la escala de agujeros negros astrofísicos, sería del orden de magnitudes comparables a las de una supernova. Aunque en el laboratorio no se alcanzaron tales cifras, el experimento representó una validación tangible y práctica de conceptos teóricos propuestos hace más de medio siglo.
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Esta investigación amplía la comprensión de cómo los agujeros negros rotatorios pueden amplificar energía y demuestra la posibilidad de replicar estos fenómenos en entornos controlados. El artículo se encuentra en proceso de revisión para su posible publicación en una revista científica revisada por pares.