За пръв път бе наблюдавано времево отражение при електромагнитните вълни

В продължение на над 60 години физиците обмислят възможността за наблюдаването на една от формите за отразяване на вълните – темпоралната, или времевата. Учени от САЩ успяха да проведат експеримент, който демонстрира времевото отражение на електромагнитните сигнали в метаматериал. Това откритие поставя основите на големи иновации в областта на безжичните комуникации и оптичните изчисления.

Когато се оглеждаме в огледалото, виждаме собствените си отражения, създадени от електромагнитните светлинни вълни, отразени от огледалната повърхност. Пространствените отражения на звука създават ефекта на ехото. Повече от 60 години физиците разсъждават за възможността да се наблюдават други форми на отражения на вълни – темпорални или времеви. За разлика от пространствените отражения, те се появяват, когато цялата среда, в която се движи вълната, внезапно и рязко променя свойствата си. Тогава за част от вълната настъпва обръщане на времето и нейната честота се преобразува в нова честота.

Досега учените нито веднъж не са наблюдавали този феномен при електромагнитните вълни. Основната причина е, че оптичните свойства на материалите не могат лесно да се променят със скорост и големина, които да предизвикат времеви отражения. Физици от Научния център CUNY (САЩ) успяха да проведат пробивен експеримент и да видят времеви отражения на електромагнитни сигнали в метаматериал, съобщава Science Daily.

При това голяма част от широколентовия сигнал, преминаващ през метаматериала, се обръща във времето и честотата му се променя. Заради този ефект се появява странно ехо, при което първоначално се отразява втората част на сигнала. Резултатът е същият, сякаш гледате в „огледало на времето“ и виждате задната част на главата си вместо своето лице. А в акустичния вариант това биха били звуци, напомнящи на слушане на запис на обратно.

Изследователите демонстрираха, че продължителността на отразения във времето сигнал се разтяга поради промяната на честотата. В резултат на това, ако светлинният сигнал е видим за хората, всички цветове биха се променили драстично: червеното би станало зелено, оранжевото – синьо, а жълтото – лилаво.

Това постижение стана възможно благодарение на специален метаматериал – извиваща се метална лента с дължина около шест метра, натъпкана с електронни превключватели и кондензатори. Всички превключватели се задействат едновременно, като драстично и равномерно удвояват вълновото съпротивление по дължината на лентата. Тази бърза и силна промяна в електромагнитните свойства създава времева контактна повърхност и измерените изходни сигнали носят обърнато във времето копие на входящите сигнали.

Движението на времето от миналото към бъдещето е основната характеристика на нашето възприемане на света. Но как именно този феномен на стрелата на времето се проявява в микроскопичните взаимодействия на частиците и клетките, засега си остава загадка