科學新突破！微型「光學黑洞」裝置竟能吞噬與噴發光線

英國南安普敦大學研究團隊近期開發出一款革命性光學裝置，其運作原理竟與宇宙中最神秘的天體——黑洞與白洞驚人相似。這項發表於《Advanced Photonics》期刊的研究成果，不僅為實驗室環境下模擬宇宙現象開創新途徑，更可能催生能源轉換系統與隱形材料等尖端科技。

根據愛因斯坦廣義相對論，黑洞以其扭曲時空的特性，能將光線與物質囚禁在事件視界內；而理論上的白洞則恰恰相反，會將物質向外噴發。如今，這款創新裝置透過「相干完美吸收」原理，能依據入射光的偏振狀態，選擇性地完全吸收或反射光線，完美模擬這兩種天體的極端特性。

研究團隊利用超薄吸收材料與駐波技術，使裝置能近乎完全吸收特定偏振方向的光線，或讓正交偏振光完全透過。資深通訊作者Nina Vaidya教授解釋：「就像黑洞吸收光線，或白洞理論上會噴發物質那樣，我們創造出可依偏振狀態選擇『捕捉』或『排斥』光線的實驗室系統。」

這項突破性技術源自團隊對寬頻相干完美吸收現象的實驗驗證，其偏振敏感性來自干涉光束的幾何相位。概念驗證實驗顯示，該裝置能精準模擬引力黑洞與白洞的電磁波操控特性——黑洞類比狀態下幾乎無反射，白洞模式則會因入射光與反射光干涉形成駐波。

Vaidya教授強調：「這項光學模擬系統不僅能研究遙遠天體物理現象，更為電磁波調控與光-物質互動作用強化提供實用框架。」潛在應用涵蓋偵測技術、能源轉換、多頻譜偽裝、隱形科技等領域，將為光子學發展開創嶄新可能。

這項名為〈光學類比黑洞與白洞〉的研究已於2025年2月27日發表於《Advanced Photonics》期刊（DOI: 10.1117/1.AP.7.2.025001），由Eric Plum等學者共同完成。