|
Подтвердили существование временных отражений
|
|
|
|
Объяснение пространственных отражений — будь то свет или звук — довольно интуитивно понятно. Электромагнитное излучение в виде световых или звуковых волн ударяется о зеркало или стену соответственно и меняет направление. Это позволяет нашим глазам видеть отражение или эхо исходного сигнала. Однако уже более 50 лет ученые предполагают, что в квантовой механике существует другой вид отражения, известный как отражение во времени.
|
|
|
|
Этот термин может вызвать в воображении образы автомобиля DeLorean с ядерным двигателем или конкретной полицейской будки (которая внутри больше), но это не совсем то, что ученые подразумевают под этим термином. Вместо этого временные отражения возникают, когда вся среда, в которой распространяется электромагнитная волна, внезапно меняет направление. Это приводит к тому, что часть этой волны поворачивается вспять, и ее частота преобразуется в другую.
|
|
|
|
Поскольку эти временные отражения требуют равномерного изменения по всему электромагнитному полю, ученые предположили, что для реального наблюдения временных отражений в действии потребуется слишком много энергии. Но ученые из Центра перспективных научных исследований при аспирантуре CUNY (CUNY ASRC) в Нью-Йорке успешно наблюдали временные отражения, посылая широкополосные сигналы в металлическую полоску, заполненную электронными переключателями, которые были подключены к накопительным конденсаторам.
|
|
|
|
|
|
|
Это позволило исследователям активировать переключатели по своему усмотрению, удваивая сопротивление вдоль полосы. Это внезапное изменение привело к тому, что сигналы стали передавать успешную копию, обращенную во времени вспять. Результаты были опубликованы в журнале Nature Physics.
|
|
|
|
“Очень трудно изменить свойства среды достаточно быстро, равномерно и с достаточной контрастностью, чтобы вовремя отразить электромагнитные сигналы, потому что они колеблются очень быстро”, - сказал Гэнгю Сюй, соавтор и аспирант CUNY ASRC, в заявлении для прессы. “Наша идея состояла в том, чтобы избежать изменения свойств исходного материала и вместо этого создать метаматериал, в котором дополнительные элементы могут быть внезапно добавлены или вычтены с помощью быстрых переключений”.
|
|
|
|
Это временное отражение также ведет себя иначе, чем пространственное. Поскольку в этом случае эхо-сигнал сначала отражает последнюю часть сигнала, исследователи говорят, что если бы вы посмотрели в зеркало времени, то увидели бы свою спину, а не лицо. Если передать это ощущение акустически, то это было бы похоже на прослушивание кассеты в режиме обратной перемотки — то есть быстрой и пронзительной.
|
|
|
|
Изменение частоты, если бы оно могло быть воспринято нашими глазами, выглядело бы так, как будто цвета света внезапно меняются на другие, например, красный сменяется зеленым. Эта странная, противоречащая интуиции природа отражения времени является частью того, что так затрудняет изучение этой концепции.
|
|
|
|
“Было действительно интересно наблюдать за этим, учитывая, как давно было предсказано это противоречащее здравому смыслу явление и насколько по-разному ведут себя волны, отраженные во времени, по сравнению с волнами, отраженными в пространстве”, - говорится в заявлении Андреа Алу, профессора физики и директора инициативы CUNY ASRC по фотонике.
|
|
|
|
Главный вопрос: почему ученые работали над воссозданием этого теоретического отражения времени в лабораторных условиях? Что ж, более точное управление электромагнитными волнами может значительно улучшить беспроводную связь и даже привести к созданию компьютеров на основе волн с низким энергопотреблением.
|
|
|
|
Другими словами, это просто помогает узнать все об электромагнитных волнах — как прямых, так и обратных.
|
|
|
|
Источник
|
