«Отражения времени» наконец-то обнаружены физиками после десятилетий поисков
Пройдите через лабиринт зеркал, и вскоре вы окажетесь лицом к лицу с самим собой. Ваш нос встречается с вашим носом, кончики ваших пальцев касаются своих призрачных близнецов, резко остановленных границей стекла.
Большую часть времени отражение не нуждается в объяснении. Столкновение света с поверхностью зеркала почти интуитивно понятно, его лучи направляются по новому пути в пространстве с такой же легкостью, как мяч, отскакивающий от стены.
Однако более шестидесяти лет физики считали немного другой вид отражения. То, что происходит не через три измерения пространства, а во времени.
Теперь исследователи из Центра перспективных научных исследований Городского университета Нью-Йорка (CUNY ASRC) воплотили теорию «временных отражений» в практику. , предоставляя первое экспериментальное свидетельство его манипулирования в электромагнитном спектре.
«Это было действительно интересно наблюдать, потому что это парадоксальное явление было предсказано давно, и как ведут себя разные волны, отраженные во времени, по сравнению с отражающим пространство», — говорит физик Андреа Алу, директор-основатель CUNY ASRC Photonics Initiative.
Отбросьте мысли о технологиях, подобных ТАРДИС, переписывающих историю. Такое отражение времени еще более странное. И, кажется, все-таки возможно.
К 1970-м годам стало ясно, что существует аналог пространственного отражения во временной составляющей квантовой волны света. Измените среду, через которую движется волна, достаточно быстро и правильно, и временная составляющая волны изменится вместе с ней.
Эффект этого отражения во времени не создаст дыры в реальности. Но Он изменит частоту волны так, как технологии могут использоваться в различных областях, таких как обработка изображений, аналоговые вычисления и оптическая фильтрация.
Как ни странно, «эхо» измененной частоты также является инверсией сигнал. Если бы это было эхом вашего голоса, считающего от одного до десяти, вы бы услышали каждое число, произносимое в обратном порядке, от десяти до одного, с писком бурундука.
Эквиваленты в акустике и магнетизме уже экспериментировали раньше. , как и ограниченное исследование узких частот электромагнитного временного отражения с использованием компьютерной установки.
Исследование этого явления на менее ограниченном уровне потребовало бы однородных и внезапных изменений во всем электромагнитном поле материала, что-то вроде Экспериментаторы предполагали, что для работы потребуется слишком много энергии.
Похоже, до сих пор.
«Используя сложный дизайн метаматериала, мы смогли реализовать условия для изменения свойств материала. одновременно резко и с большим контрастом», — говорит Алу.
Команда излучала смесь частот через специально разработанную металлическую полосу длиной примерно 6 метров, нагруженную переключателями и конденсаторами. Сработавшие в тот же момент конденсаторы сбросили свой заряд, быстро изменив импеданс метаматериала по мере прохождения сигнала.
Это ударное изменение создало эхо в широком диапазоне световых волн, демонстрируя отражение в их временные свойства.
Метаматериалы — это искусственные конструкции, не имеющие аналогов в естественном мире. Разработанные с уникальными свойствами, предназначенными для определенной цели, они были созданы для удовлетворения различных структурных, акустических и оптических потребностей.
Нахождение метаматериала, способного отражать время, дает инженерам совершенно новый инструмент для манипулирования света.
«Экзотические электромагнитные свойства метаматериалов до сих пор были созданы путем умного объединения многих пространственных интерфейсов», – говорит физик Шисюн Инь, один из ведущих авторов исследования.
«Наш эксперимент показывает, что можно добавить в смесь интерфейсы времени, расширив количество степеней свободы для управления волнами».
Это исследование было опубликовано в Nature Physics..
р>
