Исследователи наблюдали, как электромагнитная волна отражается во времени с помощью специального метаматериала. Физики из Центра перспективных научных исследований Городского университета Нью-Йорка сообщили о проведении эксперимента, в котором они смогли наблюдать временные отражения электромагнитных сигналов в специальном метаматериале. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, они сообщают об успешном обращении времени.

Отражение в пространстве возникает, когда свет или звук сталкиваются с определенной границей, например, зеркалом или стеной, объясняют ученые. Более 60 лет назад ученые впервые выдвинули гипотезу, что существуют и другие отражения — во времени. Они возникают, когда вся среда, в которой движется волна, внезапно меняет свои свойства в пространстве. Когда это происходит, часть этой волны обращается во времени, и ее частота преобразуется в новую.

Это явление до сих пор не наблюдалось для электромагнитных волн, поскольку оптические свойства материала не могут быть легко изменены со скоростью и величиной, необходимой для возникновения временных отражений.

Художественная иллюстрация эксперимента. Изображение: Hady Moussa et al., Nature Physics

Для проведения эксперимента физики разработали особый дизайн метаматериала, который мог стремительно изменять свойства. Они вводили широкополосные сигналы в извилистую металлическую полосу длиной около 6 м, напечатанную на плате и нагруженную плотным массивом электронных переключателей, подключенных к накопительным конденсаторам. Одновременное срабатывание всех переключателей создало временной интерфейс, и измеренные сигналы точно несли обращенную во времени копию входящих сигналов.

Эксперимент показал, что можно реализовать временной интерфейс, производящий обращение времени и преобразование частоты широкополосных электромагнитных волн. Исследователи считают, что этот эксперимент поможет в разработке небольших компьютеров с низким энергопотреблением и новых захватывающих приложений для беспроводной связи.