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科技日報記者?劉霞
德國慕尼黑大學和馬克斯·普朗克物理研究所的科學家在最新一期《物理評論快報》上發(fā)表論文稱，他們的最新研究表明，黑洞理論上應(yīng)該能夠擁有漩渦結(jié)構(gòu)。這項研究為觀察新型物質(zhì)，包括微荷暗物質(zhì)開辟了新的途徑，也有助解釋宇宙中活動星系核產(chǎn)生的極強磁場。
擁有多個漩渦的黑洞（示意圖），彩色表示漩渦方向，黑色代表磁力線。 圖片來源：物理學家組織網(wǎng)?
黑洞是擁有極強引力的天體，即使光線也無法從中逃逸。2015年，科學家們首次對黑洞進行了直接觀測，從那時起進行了無數(shù)理論和實驗研究，旨在更好地理解這些迷人的宇宙物體。
本研究負責人之一弗洛朗·庫內(nèi)爾說：“最近，研究人員以引力子的玻色—愛因斯坦凝聚體的形式，引入了新的黑洞量子框架。此前，科學家們一直沒有在這個框架內(nèi)徹底研究旋轉(zhuǎn)黑洞，但其實它們可能不僅存在，而且是規(guī)則而非例外。”
在最新研究中，庫內(nèi)爾及其同事根據(jù)現(xiàn)有物理理論，特別是最近引入的基于玻色—愛因斯坦引力子凝聚體的黑洞量子模型進行了幾次計算，在量子水平上研究旋轉(zhuǎn)黑洞，以確定它們是否允許漩渦結(jié)構(gòu)。
庫內(nèi)爾說：“由于科學家們已經(jīng)在實驗室深入研究了旋轉(zhuǎn)的玻色—愛因斯坦凝聚體，我們知道，如果旋轉(zhuǎn)得足夠快，它們會允許出現(xiàn)漩渦結(jié)構(gòu)，因此我們在旋轉(zhuǎn)的黑洞模型中尋找這些結(jié)構(gòu)，并確實找到了它們。”
研究表明，具有極端自旋的黑洞可以被描述為擁有渦旋的引力子凝聚體。此外，在存在移動電荷的情況下，黑洞的整體渦流捕獲了規(guī)范場的磁通量，這將導(dǎo)致可以通過實驗觀察到的特征輻射，為觀察新型物質(zhì)，包括微荷暗物質(zhì)開辟了新的途徑。
庫內(nèi)爾指出：“此前，黑洞有質(zhì)量、自旋和電荷3個實體表征，但我們的最新研究表明，還需要添加漩渦這個全新特征。黑洞的漩渦結(jié)構(gòu)可以解釋宇宙中活動星系核產(chǎn)生的極強磁場。此外，它們可能是幾乎所有已知銀河磁場的根源。”
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