Представете си, че стоите пред огледало, но вместо да виждате лицето си, виждате гърба си. Колкото и странно да звучи това, то служи като перфектна аналогия за едно завладяващо явление, което отдавна се теоретизира: времево отражение. Наскоро потвърдено от изследователи от Центъра за напреднали научни изследвания в Центъра за висши научни изследвания CUNY Graduate Center (CUNY ASRC) в Ню Йорк, това откритие за времето проправя пътя за голям напредък в нашето разбиране за електромагнитните вълни.
Какво е времево отражение?
За да схванем тази концепция, нека разгледаме една по-позната идея: пространственото отражение. Когато светлинните или звуковите вълни ударят повърхност като огледало или стена, те се отразяват, променяйки посоката си. Това явление ни позволява да видим отражението си в огледало или да чуем ехо, когато викаме в каньон. Въпреки че е също толкова реално, времевото отражение е много по-странно и по-противоречиво на интуицията.
ОЩЕ: Времето може да тече в обратна посока и ние дори да не го осъзнаваме
Вместо да включва промяна в посоката в пространството, времевото отражение включва обръщане на сигнала във времето. Това явление възниква, когато внезапна и равномерна промяна засяга цялата среда, през която се разпространява вълната. Представете си електромагнитна или звукова вълна, движеща се през материал, и изведнъж свойствата на този материал се променят рязко. Тази трансформация след това отразява вълната във времето, което означава, че част от вълната се обръща, сякаш се възпроизвежда назад.
Gerd Altmann / Pixabay
Това обръщане във времето е свързано и с промяна в честотата: например червена светлинна вълна може да стане зелена, а нискочестотен звук да стане високочестотен. За да използваме проста аналогия, това е донякъде като слушане на аудиокасета, която се превърта бързо назад: звуците се обръщат и променят.
Първо наблюдение след петдесет години теория
Доскоро времевото отражение беше предимно теоретична хипотеза, която беше сложна за наблюдение. Предизвикателството беше да се променят свойствата на материала достатъчно бързо и равномерно, за да се повлияе на движеща се електромагнитна вълна. Вълните осцилират толкова бързо, че тази задача изисквала значителна прецизност и енергия.
Изследователите от CUNY ASRC наскоро преодолели това предизвикателство, като използвали метална лента, запълнена с електронни превключватели, свързани с кондензатори. Чрез задействане на тези превключватели по желание те успели да удвоят импеданса по дължина на лентата, като по този начин произвели дългоочакваното времево отражение. Наблюдавано е обърнато във времето копие на сигнала, което потвърждава теорията.
Защо това откритие за времевите отражения е толкова важно?
Освен красотата на този експеримент, времевото отражение може да революционизира областта на комуникациите и вълновата физика. Чрез по-добър контрол върху електромагнитните вълни изследователите предвиждат значителни подобрения за безжичните технологии, радарните системи и усъвършенстваните устройства за изображения.
Gerd Altmann / Pixabay
Освен това откритието може да доведе до напредък в проектирането на материали, способни да манипулират вълни с безпрецедентна прецизност. Вече се предвиждат приложения за нискоенергийни компютри, базирани на вълнова технология, или по-бързи и по-ефективни предавателни системи.
ОЩЕ: Как усещаме времето? Почти буквално през пръстите
Изследване на времето: Стъпка към нови перспективи
Потвърждението на времевото отражение бележи голям напредък в областта на физиката. То не само потвърждава теория, която остава хипотетична повече от 50 години, но и отваря нови пътища за изследвания и технологични иновации. Чрез овладяване на времевите отражения учените биха могли да трансформират начина, по който възприемаме и използваме електромагнитните вълни.
Това завладяващо откритие ни напомня, че дори наглед лудите идеи могат да станат реалност с търпение, креативност и научна изобретателност. Кой знае къде биха могли да ни отведат тези отражения на времето?
Изследването е публикувано в списанието Nature Physics.
