Все вы знаете о пространственных отражениях — электромагнитное излучение в виде световых или звуковых волн ударяется о зеркало или стену соответственно и меняет курс. Это позволяет нашим глазам видеть отражение или слышать эхо. Однако уже более 50 лет ученые предполагают, что в квантовой механике существует еще один вид отражения, известный как отражение во времени.
Если вы подумали о чем-то, что может быть связано с путешествиями во времени — придержите коней. Ученые подразумевают под этим термином то, что отражения возникают, когда вся среда, в которой распространяется электромагнитная волна, внезапно меняет курс. Это приводит к тому, что часть этой волны переворачивается, и ее частота превращается в другую.
Поскольку эти временные отражения требуют равномерного изменения во всем электромагнитном поле, ученые предположили, что потребуется слишком много энергии, чтобы фактически наблюдать временные отражения в действии. Но ученые из Центра передовых научных исследований в Центре выпускников CUNY (CUNY ASRC) в Нью-Йорке успешно наблюдали отражение во времени, посылая широкополосные сигналы в металлическую полосу, заполненную электронными переключателями, которые были подключены к накопительным конденсаторам. Это позволило исследователям активировать переключатели по желанию, удваивая импеданс вдоль полосы. Это внезапное изменение заставило сигналы нести успешную копию, обращенную во времени. Результаты были опубликованы в журнале Nature Physics.
Отражение во времени также ведет себя иначе, чем отражение в пространстве. Поскольку на этот раз эхо-сигнал сначала отражает последнюю часть сигнала, исследователи говорят, что если бы вы посмотрели в зеркало времени, вы бы увидели свою спину, а не лицо. В случае с эхом, это было бы похоже на прослушивание песни с перемоткой назад — то есть не только перевернуто, но еще и быстро, и с высоким тоном. Изменение частоты, если бы оно могло быть воспринято нашими глазами, выглядело бы так, будто цвета света внезапно меняются на другой цвет, например, красный цвет меняется на зеленый. Эта странная, противоречащая здравому смыслу природа отражения времени является частью того, что сделало изучение этой концепции таким трудным.
Зачем ученые работали над воссозданием этого теоретического отражения времени в лаборатории? Более точное управление электромагнитными волнами может значительно улучшить беспроводную связь и даже привести к прогрессу в низкоэнергетических компьютерах, основанных на волнах. Другими словами, это просто помогает узнать гораздо больше об электромагнитных волнах и лучше понять мир, скрытый от наших глаз.