في البداية ، أظهر العلماء انعكاسًا زمنيًا للموجات الكهرومغناطيسية

أجرى الباحثون في مركز أبحاث العلوم المتقدمة في مركز الدراسات العليا بجامعة مدينة نيويورك (CUNY ASRC) تجربة رائعة لاحظوا فيها انعكاسات الوقت للإشارات الكهرومغناطيسية في مادة خارقة مصممة خصيصًا.

تمكن العلماء ، الذين نشروا نتائجهم في ورقة بحثية في مجلة Nature Physics ، من التسبب بنجاح في انعكاس الوقت وكذلك تحويل التردد للموجات الكهرومغناطيسية ذات النطاق العريض في تجاربهم.

انعكاس الوقت مقابل الانعكاس المكاني

تحدث الانعكاسات في المرآة بسبب موجات الضوء الكهرومغناطيسية التي ترتد عن أسطح المرآة ، مما يخلق ظاهرة شائعة تُعرف بالانعكاس المكاني. وبالمثل ، تنعكس الموجات الصوتية مكانيًا لتشكل أصداء تحمل كلماتنا إلينا بالترتيب الذي تم نطقها به.

منذ أكثر من ستة عقود ، افترض العلماء لأول مرة إمكانية ملاحظة شكل مختلف من انعكاسات الموجة ، المعروف باسم الانعكاسات الزمنية أو الانعكاسات الزمنية.

على عكس الانعكاسات المكانية ، التي تحدث عندما يضرب الضوء أو الصوت حدًا مناسبًا ، تحدث الانعكاسات الزمنية عندما يغير الوسط الذي تنتقل فيه الموجة فجأة خصائصه عبر كل الفضاء. عندما يحدث هذا ، فإن جزءًا من تلك الموجة يكون معكوسًا زمنيًا ، ويتم تحويل تردده إلى تردد جديد.

لم تُلاحظ هذه الظاهرة أبدًا بالنسبة للموجات الكهرومغناطيسية لأن الخصائص البصرية للمادة لا يمكن تغييرها بسهولة بالسرعة والحجم المطلوبين لإحداث انعكاسات زمنية.

سلوك الموجات المنعكسة على الزمن

الآن ، على الرغم من ذلك ، نشرت ورقة بحثية جديدة في مجلة Nature Physics تفاصيل كيف تمكن فريق العلماء من CUNY ASRC من مراقبة انعكاسات الوقت للإشارات الكهرومغناطيسية.

أوضح المؤلف المقابل أندريا علي ، المدير المؤسس لمبادرة CUNY ASRC الضوئية في بيان صحفي : "لقد كان من المثير حقًا رؤيته ، نظرًا للوقت الذي تم فيه التنبؤ بهذه الظاهرة غير البديهية" . "باستخدام تصميم مادة خارقة متطور ، تمكنا من إدراك الظروف لتغيير خصائص المادة في الوقت المناسب بشكل مفاجئ وبتباين كبير."

تمكن الباحثون من التسبب في انتقال جزء كبير من إشارات النطاق العريض في المادة الفوقية المصممة هندسيًا لعكس الوقت على الفور وكذلك تغيير التردد.

قاموا بحقن إشارات النطاق العريض في شريط متعرج من المعدن يبلغ طوله حوالي 6 أمتار. تمت طباعته على لوح وظهر مجموعة كثيفة من المفاتيح الإلكترونية المرتبطة بمكثفات الخزان. تم تشغيل جميع المفاتيح في نفس الوقت للتجربة.

أظهرت التجربة أنه من الممكن تحقيق واجهة زمنية تنتج انعكاسًا زمنيًا وتحويلًا للتردد للموجات الكهرومغناطيسية ذات النطاق العريض. يعتقد الباحثون أن اكتشافهم الجديد يمكن أن يساعد في تطوير أجهزة كمبيوتر صغيرة منخفضة الطاقة قائمة على الموجات وتطبيقات اتصالات لاسلكية جديدة ومثيرة.