Physiker haben erstmals die zeitliche Reflexion einer elektromagnetischen Welle beobachtet

Das berichteten Physiker vom Center for Advanced Study der City University of New York

Durchführung eines Experiments, bei dem sie in der Lage warenBeobachten Sie temporäre Reflexionen elektromagnetischer Signale in einem speziellen Metamaterial. In einer in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlichten Studie berichten sie von einer erfolgreichen Zeitumkehr.

Reflexion im Raum tritt auf, wenn Lichtoder der Schall kollidiert mit einer bestimmten Begrenzung, etwa einem Spiegel oder einer Wand, erklären die Wissenschaftler. Vor mehr als 60 Jahren stellten Wissenschaftler erstmals die Hypothese auf, dass es andere Reflexionen gibt – in der Zeit. Sie entstehen, wenn das gesamte Medium, in dem sich die Welle bewegt, plötzlich seine Eigenschaften im Raum ändert. Wenn dies geschieht, dreht sich ein Teil dieser Welle in der Zeit und ihre Frequenz wird in eine neue umgewandelt.

Dieses Phänomen wurde bisher noch nicht beobachtetelektromagnetische Wellen, da die optischen Eigenschaften eines Materials nicht einfach mit der Geschwindigkeit und Größe geändert werden können, die erforderlich sind, um vorübergehende Reflexionen zu verursachen. 

Künstlerische Darstellung des Experiments. Bild: Hady Moussa et al., Naturphysik

Um ein Experiment durchzuführen, entwickelten Physikerein spezielles Metamaterialdesign, das Eigenschaften schnell ändern könnte. Sie speisten Breitbandsignale in einen gewundenen, etwa 6 m langen Metallstreifen ein, der auf eine Platine gedruckt und mit einer dichten Anordnung elektronischer Schalter bestückt war, die mit Speicherkondensatoren verbunden waren. Durch den gleichzeitigen Betrieb aller Schalter wurde eine Zeitschnittstelle geschaffen, und die gemessenen Signale trugen genau eine zeitumgekehrte Kopie der eingehenden Signale.

Das Experiment hat gezeigt, dass es möglich ist, es zu implementierenZeitschnittstelle, die eine Zeitumkehrung und Frequenzumwandlung breitbandiger elektromagnetischer Wellen durchführt. Die Forscher glauben, dass dieses Experiment dazu beitragen wird, kleine Computer mit geringem Stromverbrauch und aufregende neue Anwendungen für die drahtlose Kommunikation zu entwickeln.

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