Находящие применение в создании новых материалов и компонентов электроники углеродные нанотрубки могут применяться для создания «черных дыр» атомного масштаба.

Физики из Гарварда обнаружили, что находящаяся под высоким напряжением нанотрубка может заставить охлажденные атомы двигаться по спиралевидной траектории с возрастающим ускорением. Исследователи заявляют, что их эксперименты являются первым примером демонстрации феномена, напоминающего «черную дыру» на атомном уровне.

Лене Вестергаард Хау (Lene Vestergaard Hau) отмечает, что в его группе получено свидетельство о существовании системы, которая в наномасштабах так же безжалостно и неумолимо захватывает и притягивает объекты, как это в космических масштабах делает черная дыра. Исследователь добавляет, что результаты его работы представляют собой первый пример изучения явлений, в которых одновременно участвуют охлажденные атомы и нанообъекты. Результаты исследования могут оказаться полезными для разработки новых экспериментов с ультраохлажденными атомами и наноразмерными устройствами.

В группе Хау с помощью лазерной техники охладили облака, содержащие до миллиона атомов натрия, до долей градуса Кельвина. Затем это «облако» было направлено по направлению к подвешенной в пространстве нанотрубке, потенциал которой составлял сотни вольт. Большая часть атомов проходила мимо нанотрубки, однако приближавшиеся к «нанопроводу» на расстояние, меньшее 1 мкм (не более 0,001% от общего количества атомов в облаке) притягивались к нанотрубке и развивали огромную скорость, двигаясь по спирали вокруг нее.

Начиная двигаться со скоростью 5 м/с, в конечной точке опоясывающей нанотрубку спиралевидной траектории ультраохлажденные атомы разгоняются за 1200 м/с. В результате такого ускорения кинетическая энергия атомов (в пересчете на температуру) увеличивается с 0,1К до тысяч кельвинов менее, чем за микросекунду.

В ближайшей к нанотрубке точке траектории ускоренные атомы «разделяются» на электрон и катион, который некоторое время обращается вокруг нанотрубки, делая полный оборот за 10–9 секунды. Затем электрон туннелирует в электронную систему нанотрубки, а катион отталкивается от нее вод воздействием электрического потенциала значением в 300 В отталкивается от нанотрубки, развивая скорость до 26000 м/с.