旋转体对电磁波的放大，50年前的理论首次被证实

旋转体对电磁场的放大是一个连接经典物理和量子物理的迷人现象。这个概念最早由雅科夫·泽尔多维奇在1971年预测，表明电磁（EM）波在旋转金属圆柱体上散射时可以从圆柱体的机械旋转中获得能量。最近发表在《自然通讯》的一篇论文探讨了这一有趣效应的理论基础、实验验证和潜在应用。

泽尔多维奇的预测基于旋转多普勒效应。当具有角动量的EM波反射到旋转体上时，波的频率会发生多普勒频移。如果圆柱体旋转得足够快，入射波的频率在旋转圆柱体的参考系中可能变为负值。这种负频率意味着波从圆柱体的旋转运动中获得能量，从而导致放大。

放大的条件，即泽尔多维奇条件，要求圆柱体的旋转频率超过入射辐射的频率。数学上可以表示为：Ω>ω其中，Ω是圆柱体的旋转频率，ω是入射波的频率。当满足这一条件时，圆柱体的吸收系数变为负值，圆柱体将其部分旋转能量传递给出射波。

多年来，由于实现必要的旋转速度的技术挑战，旋转体对电磁场的放大被认为是不可观察的。然而，最近的实验成功地展示了这一效应。研究人员使用环形LC电路产生EM场，并测量铝圆柱体在环形间隙中旋转时散射的EM场的放大。