Un cilindro giratorio que genera radiación: logran recrear en laboratorio una «bomba de agujero negro»

Un grupo de investigadores logró observar experimentalmente un fenómeno físico hasta ahora solo teorizado: la amplificación espontánea de radiación electromagnética por un cilindro metálico giratorio. Esta idea, propuesta por el físico soviético Yakov Zeldovich en la década de 1970, vincula la mecánica cuántica, la relatividad y la termodinámica en un contexto sorprendente: la posibilidad de extraer energía del vacío cuántico mediante rotación.

¿Qué es el efecto Zeldovich?

Zeldovich predijo que un objeto rotatorio podría amplificar ondas si gira lo suficientemente rápido, extrayendo energía de su propio movimiento. En particular, relacionó esta idea con los agujeros negros giratorios, sugiriendo que podrían emitir energía al interactuar con ciertas ondas —una noción que años después se formalizó en la teoría de las “bombas de agujero negro” de Press y Teukolsky.

El avance experimental

Aunque se habían logrado análogos acústicos del efecto Zeldovich y modelos electromagnéticos con resistencia negativa, nunca se había observado directamente una amplificación real y descontrolada de radiación electromagnética. En este nuevo experimento, el equipo usó un cilindro metálico rotatorio acoplado a un resonador de baja pérdida. El resultado fue sorprendente: el sistema no solo amplificó un modo giratorio del campo electromagnético, sino que comenzó a generar ondas espontáneamente, alimentadas únicamente por el ruido de fondo del sistema.

Este comportamiento es consistente con el modelo teórico de una “bomba de agujero negro”, donde una pequeña perturbación se amplifica exponencialmente. En este caso, el ruido actuó como esa perturbación inicial, desencadenando una reacción en cadena que generó una señal creciente sin necesidad de una fuente externa.

Implicancias

Este descubrimiento abre una vía experimental para estudiar fenómenos extremos que antes solo podían explorarse mediante simulaciones o teorías abstractas. También refuerza la posibilidad de detectar y estudiar la fricción cuántica —una resistencia originada por las fluctuaciones del vacío— y aporta evidencia en favor de las predicciones sobre inestabilidades en sistemas como los agujeros negros.

En resumen, un simple cilindro giratorio, bien configurado, puede comportarse como un generador de radiación espontánea. Lo que comenzó como una especulación teórica en el contexto de astrofísica extrema, ahora se convierte en una herramienta experimental concreta para explorar los límites de la física moderna.

Fuente:

• Silveirinha, M. G. (2024). Exponential radiation amplification by a rotating body [Preprint]. arXiv. https://arxiv.org/abs/2503.24034