Analogue Gravity and ultrashort laser pulse filamentation
超短激光脉冲在色散非线性克尔介质中产生的折射率扰动改变了同向传播光的时空几何。我们研究了由暗条引起的模拟几何，并表明，最明显的特征之一，即锥形发射，可以精确地重建测地线。我们强调存在的有利条件的研究模拟黑洞运动学和霍金型辐射。
2009-09-18 gr-qc
Analog black holes in flowing dielectrics
我们表明，一个流动的电介质与外部电场的线性响应，可以用来产生一个模拟的几何形状，具有许多正式的性质的史瓦西黑洞的光线，尽管双折射。我们还讨论了在实验室中产生这些模拟黑洞的可能性。
2003-01-21 gr-qc physics.optics
Controlled opacity in a class of nonlinear dielectric media
受设计和定制超材料的新技术的启发，我们寻求某些类别的非线性光学材料的特性，这些材料通过施加外部电磁场允许可逆控制的不透明到透明相变。我们研究了一些数学上简单的模型介质的介电参数和计算相关的几何量，描述的速度和偏振的光线。
2017-03-28 gr-qc physics.optics
Light Rays at Optical Black Holes in Moving Media
光经历非均匀运动的介质作为有效引力场，被赋予有效度规张量$\tilde{g}^{μν}=η^{μν}+(n^2-1)u^μu^ν$，$n$是介质的折射率，$u^μ$是介质的四速度。Leonhardt和Piwnicki [Phys. Rev. A { \bf 60}，4301（1999）]认为，这种流动的电介质流体可以用来产生“光学黑洞”。在Leonhardt-Piwnicki模型中，只考虑涡流。这是后来指出，由维瑟[物理。{ \bf 85}，5252（2000）]中指出，为了形成包含事件视界的适当的光学黑洞，有必要向涡流添加向内的径向速度分量。在本文中，我们承担这项任务：我们考虑一个完整的螺旋流，由一个涡分量加上一个径向下落分量。光在这样一种电介质中的传播方式类似于围绕旋转的黑洞的传播方式。我们计算，并以图形方式显示，有效的潜力与径向距离的旋涡奇点，并表明，螺旋流总是可以捕获光在一个积极的，和一个负的，逆碰撞参量的间隔。一个真正的事件视界的存在被发现依赖于径向流的强度，相对于方位流的强度。我们的流体模型的一个局限性是它是非色散的。
2001-10-02 gr-qc
Anisotropic metamaterial as an analogue of a black hole
研究了光在一种类似于黑洞的弯曲时空的超材料介质中的传播。我们表明，对于一个特定类型的时空和波的极化，时间膨胀表现为介电常数，而空间曲率表现为磁导率。得到了确定各向异性超材料中光线路径（零测地线）的相对论哈密顿量的光学模拟。通过应用形式主义的史瓦西度规，我们比较的光线路径与全波模拟在等效光学介质。
2015-11-25 gr-qc physics.optics
The Hawking effect in dielectric media and the Hopfield model
我们考虑所谓的Hopfield模型的电磁场在一个框架中，其中一个允许的微观参数的时空依赖性，旨在时空变化的克尔效应引起的介电扰动的唯象描述的介电色散介质中。本文首先分析了Hopfield模型的几何光学，然后引入了一个简化模型来讨论模拟Hawking效应，该简化模型避免了完整Hopfield模型中的许多困难，仍然保持了相同的色散关系。振幅计算表明，广义曼利-罗恒等式推导出量子散射理论框架。我们的主要结果是在介电黑洞的框架下，首次非微扰地给出了单支情况下自发热辐射的解析计算。指出了光学黑洞和声学黑洞之间热性的普遍机制。
2016-01-07 gr-qc quant-ph
Waves on a vortex: rays, rings and resonances
本文研究了无旋排水涡对水面波的散射。在小的深度，这个系统是一个旋转的黑洞的数学模拟，可以用来模拟它的一些特殊现象。利用射线追踪方法，我们展示了在任意深度的涡周围的不稳定轨道的存在。这些轨道类似于黑洞的光环。我们表明，这些轨道来对，一个同向旋转和一个反向旋转，在一个临界半径，随频率而变化。我们推导出一个明确的公式，在深水区的半径。我们的方法进行了验证，与最近的实验数据从wavetank实验。最后，我们认为，这些环将产生一组离散的阻尼共振，我们的特点，并可能在未来的实验中观察到。
2018-10-22 gr-qc physics.class-ph physics.flu-dyn
Dielectric black holes induced by a refractive index perturbation and the Hawking effect
我们考虑了介质中折射率超光速扰动引起的光子产生的四维模型。我们表明，在这个模型中，我们可以推断霍金型效应的存在。这一预测既出现在模拟霍金框架中，这是在脉冲框架中实现的，依赖于量子场传播的有效几何的特殊性质，也出现在实验室框架中，通过标准的量子场论计算。光学色散的影响也被考虑在内，并示出为霍金辐射的发射提供有限的能量带宽。
2010-11-23 gr-qc physics.optics quant-ph
Optical analogues to the Kerr-Newman black hole
黑洞的光学类似物可以在实验室环境中研究广义相对论。以前的工作已经考虑类似于史瓦西黑洞在各向同性坐标系，主要的缺点是，所需的材料性质在视界发散。我们提出的介电常数和磁导率张量，准确地再现赤道克尔-纽曼度量，以及梯度折射率材料，再现赤道克尔-纽曼零测地线。重要的是，径向分布的标量折射率是有限的，除了在旋转反转点的反旋转测地线沿所有的轨迹。这些类似物的建设是可行的与可用的普通材料。麦克斯韦方程组的频域有限差分求解器被用来模拟各种克尔-纽曼黑洞周围的光轨迹。对于合理大小的实验系统，光线追踪证实，零测地线可以很好地近似在实验室中，即使允许不完美的建设和实验误差。
2020-07-29 gr-qc physics.optics
Effective Geometry
我们介绍了有效几何的概念，通过研究几个系统中，它自然产生。作为一个例子的电源和简洁的方法，它示出了一个流动的电介质与外部电场的线性响应可以用来产生一个模拟几何形状，具有许多正式的属性的\Sch黑洞的光线，尽管双折射。这个类似的黑洞的表面引力的贡献只取决于流体的介电性质（除了通常依赖于加速度的项之外）。这一项可能为霍金辐射升温的新机制提供了线索。
2003-02-13 gr-qc
Analogue gravity in hyperbolic metamaterials
非线性双曲型异向介质中空间孤子的亚波长光禁闭现象因其看似违反直觉的行为而引起了人们的广泛关注。为了在双曲线介质中实现自聚焦，必须使用非线性自散焦克尔介质作为介质基质。在这里，我们证明，这种行为找到自然的解释方面的模拟重力。描述非常光在双曲型超材料中传播的波动方程具有2+1维Lorentz对称性。时间在相应的有效3D闵可夫斯基时空中的作用是由与超材料的光轴对齐的空间坐标发挥的。非线性光学克尔效应弯曲了这个时空，导致了非常光子之间的有效引力。为了使有效引力常量为正，必须用负的自散焦克尔介质作基质。如果引力自相互作用足够强，空间孤子可以坍缩成类似的黑洞。
2013-09-09 gr-qc physics.optics
Analytical description of quantum emission in optical analogues to gravity
我们考虑一个移动的折射率扰动的光学介质作为一个光学模拟波的影响下的重力。我们用Hopfield模型中的拉格朗日量来描述电介质。我们补充了弯曲时空中的场论，以解析地解决该模型中所有模式和频率的散射问题。由于色散，场模式的运动学场景可能包含某些频率的光学事件视界。计算了在与微扰同动的坐标系和实验室坐标系下的自发发射谱。我们还计算了光谱分辨光子数的相关性在任一帧。根据视界的存在，发射的多模场有不同的类型。我们表明，这些类型对系统参数的变化具有鲁棒性，因此是光学和非光学类似物的真正特征。这些方法和发现为色散系统中模拟重力的新观测铺平了道路。
2020-06-23 cond-mat.other gr-qc quant-ph
Surface scalar plasmons on curved interfaces: a venue for analogue gravity
Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学精确科学研究所）
本研究探讨弯曲导体-介质界面几何形状对表面标量等离激元有效质量与传播的影响，通过薄层降维推导出含几何势的Klein-Gordon方程，并应用于模拟黑洞构型，发现曲率可调控等离激元传播与局域化，为模拟引力实验提供新途径。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Ray Tracing Through Absorbing Dielectric Media in the Schwarzschild Spacetime
本文在广义相对论框架下，通过引入复折射率的 Drude 模型研究 Schwarzschild 时空中的吸收性介电介质光线追踪，推导出包含色散的复 Hamilton 量与动量损失约束方程，并生成了可观测的光变曲线。
2024-07-30 astro-ph.HE gr-qc
Dynamics of an elementary quantum system outside a radiating Schwarzschild black hole
在开放量子系统的框架下，研究了辐射Schwarzschild黑洞外固定径向距离处的径向可极化二能级原子与涨落真空电磁场多极耦合的动力学行为，分析了原子能级与原子被驱动到稳态之间的跃迁率.我们发现原子总是在零到黑洞的霍金温度之间的一个有效温度下向稳态热化。值得注意的是，热化温度取决于原子的跃迁频率，因此具有不同跃迁频率的原子本质上热化到不同的温度。然而，这种违反直觉的行为与在具有特定几何形状和介电常数的电介质体附近的处于热平衡之外的静止环境中的二能级原子所发生的情况非常相似。因此，我们的研究结果表明，在原则上一个可能的模拟系统，使用工程材料与某些所需的介电性能，以验证功能的霍金辐射在实验室的顶部实验。
2013-10-29 gr-qc hep-th quant-ph
Gravitational Faraday rotation in a weak gravitational field
本文研究了孤立物理系统的弱引力场对线偏振光偏振面的旋转。从惯性系的转动出发，讨论了净转动的一般积分表达式。我们应用这个公式，类似于通常的电磁法拉第效应，一些有趣的天体物理系统：均匀移动的质量单极子和旋转的外壳。
2004-01-15 astro-ph gr-qc
An introduction to nonlinear fiber optics and optical analogues to gravitational phenomena
Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；University of St. Andrews（圣安德鲁斯大学）
本文介绍了非线性光纤光学及引力现象的类比研究，推导了非线性薛定谔方程并讨论了光学霍金效应和黑洞振荡的类比模型。
2025-12-17 gr-qc physics.optics quant-ph
Mimicking a rotating black hole with nonlinear electrodynamics
该研究在非线性电动力学框架下首次构建了旋转黑洞的类似模型，基于代数特殊背景电磁场与Kerr线汇，得到具有三参数的Kerr-Schild光学度规，预测了能层表面、视界及与Kerr度规相同的切片。
2024-11-27 gr-qc hep-th physics.optics
