移动介质中光线在光学黑洞中的传播

光在非均匀运动的介质中表现为有效的引力场，由有效度规张量 $\tilde{g}^{\mu \nu}=\eta^{\mu \nu}+(n^2-1)u^\mu u^\nu$ 决定，其中 $n$ 为折射率，$u^\mu$ 为介质的四速度。Leonhardt 和 Piwnicki [Phys. Rev. A {\bf 60}, 4301 (1999)] 论证，具有此类特征的流动介质可用于生成“光学黑洞”。在 Leonhardt-Piwnicki 模型中，仅考虑了涡旋流动。后来 Visser [Phys. Rev. Lett. {\bf 85}, 5252 (2000)] 指出，为形成包含事件视界的 proper optical black hole，必须在涡旋流动中加入向内的径向速度分量。本文完成了这一任务：我们考虑完整的螺旋流动，由涡旋分量和径向向内分量组成。光在此类介质中的传播方式类似于在旋转黑洞周围的传播方式。我们计算并图形展示了有效势能随径向距离的变化情况，表明螺旋流动可以在正、负逆向冲击参数区间捕获光线。 genuine 事件视界的存在取决于径向流动强度与 Azimuthal 流动强度的比例。本 fluid 模型的一个限制是其非色散。