开创性实验观测到电磁波时间反射

2023-03-15 来源： 科技日报 张佳欣

• 　　用于实现时间反射的实验平台示意图。控制信号（绿色）用于统一激活沿金属带状线分布的一组开关。在关闭/打开开关时，这种特制超材料的电磁阻抗会突然降低/升高，导致宽带前向传播信号（蓝色）部分时间反射（红色）。图片来源：《自然·物理学》 
• 　　60多年来，科学家们一直假设有可能观测到一种不同形式的波反射，即所谓的时间反射。据最新一期《自然·物理学》杂志报道，美国纽约市立大学高级科学研究中心研究人员已将“时间反射”理论付诸实践，观察到电磁信号在定制的超材料中的时间反射，为其在整个电磁波段的操纵提供了第一个实验证据。
• 　　当人们照镜子时，反射图像是从镜面反射的电磁光波产生的，这是一种被称为空间反射的现象。同样，声波的空间反射形成回声。此前，科学家们从未在电磁波中观察到时间反射现象。原因是，材料的光学性质不能以引起时间反射的速度和幅度轻易改变。
• 　　这一突破性实验导致在超材料中传输的相当大一部分宽带信号瞬间被时间反转和频率转换。这种效应形成了一种奇怪的回声，信号的最后一部分首先被反射。
• 　　研究人员表示：“如果你看着一面时间镜子，你的倒影就会翻转，你会看到你的背影，而不是你的脸。在这一观察的声学版本中，你会听到类似于倒带时发出的声音。”
• 　　研究人员还证明，由于宽带频率转换，时间反射信号的持续时间被延长。因此，如果眼睛可看到这些光信号，它们的所有颜色都会突然变化，这样红色就会变成绿色，橙色会变成蓝色，黄色会变成紫色。
• 　　为了实现突破，研究人员使用了工程超材料。他们将宽带信号注入一条大约6米长的蜿蜒金属条中，印在一块板上，上面装载着连接到蓄电池电容器的密集电子开关阵列。然后，所有的开关同时被触发，沿线的阻抗突然一致加倍。电磁特性的这种快速而巨大的变化产生了一个时间界面，测量信号携带了输入信号的时间反转副本。
• 　　该实验证明了可实现时间接口，并产生高效的宽带电磁波的时间反转和频率变换。这一成果可为无线通信应用以及小型、低能耗、基于波的计算机开发铺平了道路。
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经过数十年的探索，物理学家终于观察到“时间反射” 

2023-03-14 12:27

• 穿过迷宫般的镜子，你很快就会和自己面对面。你的鼻子碰到了你的鼻子，你的指尖碰到了他们的幻影双胞胎，突然停在玻璃的边界。

• 上图：用于实现时间反射的实验平台的图示。
• 大多数时候，反射不需要解释。光线与镜子表面的碰撞几乎是直观的，它的光线通过空间设置在一条新的路径上，就像球从墙上反弹一样轻松。
• 然而，60多年来，物理学家一直在研究一种微妙的不同类型的反射。不是通过三维空间，而是通过时间。
• 现在，来自纽约城市大学高级科学研究中心（CUNY ASRC）的研究人员已经将“时间反射”理论应用于实践，为其在电磁波谱上的操纵提供了第一个实验证据。
• 纽约州立大学ASRC光子学倡议创始主任、物理学家安德里亚·阿卢（Andrea Alù）表示：“这真的很令人兴奋，因为很久以前就预测到了这种违反直觉的现象，以及时间反射波与空间反射波的不同表现。”
• 抛开 TARDIS 技术改写历史的想法。这种时间反射更奇怪。而且，看起来，这似乎是可能的。
• 到了20世纪70年代，人们逐渐清楚地认识到，在量子光波的时间成分中，存在着类似的空间反射。以正确的方式以足够快的速度改变波通过的介质，波的时间分量也会随之改变。
• 这种时间反射的影响不会在现实中撕开一个洞。但它将改变波的频率，技术可以在成像、模拟计算和光学滤波等不同领域得到应用。
• 奇怪的是，改变频率的“回声”也是信号的反转。如果这是你从一数到十的声音的回声，你会听到每个数字都是倒着说的，从十倒到一。
• 声学和磁学中的等价物以前就已经被实验过了，使用计算机设置对电磁时间反射中的窄频率进行有限的研究也是如此。
• 在不太受约束的水平上探索这种现象，需要在材料的整个电磁场中均匀而突然地变化，实验者认为这需要太多的能量才能工作。
• 到目前为止，似乎是这样。
• 物理学家安德里亚·阿卢说：“使用复杂的超材料设计，我们能够意识到能够及时改变材料性质的条件，既突然又反差很大。”
• 研究小组通过一个专门设计的长约6米的金属条照射混合频率，金属条上装有开关和电容器。在同一时刻触发，电容器卸载电荷，在信号通过时迅速改变超材料的阻抗。
• 这种冲击变化在大范围的光波中产生了回声，证明了它们在时间属性上的反射。
• 超材料是在自然界中没有对等物的人工构造。它们具有独特的特性，具有特定的用途，可以满足不同的结构、声学和光学需求。
• 发现一种具有时间反射能力的超材料，为工程师们提供了一种全新的操纵光的工具。
• 该研究的主要作者之一、物理学家尹世雄（音译）说：“迄今为止，超材料的奇异电磁特性是通过巧妙地结合许多空间界面来设计的。我们的实验表明，可以在混合中添加时间界面，扩大操纵波的自由度。”
• 这项研究发表在《自然物理》杂志上。
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• 时间反射，灵魂照相录像来了
• 灵魂的本质是能气场，尤其是气场，核心是气感应强度，就是频率，也就是时间的倒数，假如时间反射成立，那么，灵魂的扑捉影像就可以了，所以，未来几年，人类的灵魂，就像人的身体一样，就会被拍摄进入影像存储，进行观赏和诊断疾病应用。
• 时间反射的本质意义，就是可以操控电磁波的时间界面，而这个时间界面，在能气场中，就是气场，也就是说，今后我们可以操控气场，而气场，就灵魂的核心，所以，今后可以操控一个人的灵魂，达到治病的目的。
• 其实，中国的一些气功远距离治病，就是操控能气场，达到治病的目的。
• 这里最重要而是超材料，这个超材料是在自然界中没有对等物的人工构造。它们具有独特的特性，具有特定的用途，可以满足不同的结构、声学和光学需求。这样，我们未来的治病，就是可以省略特异功能人，可以用一些超材料制成的仪器，进行远距离的治疗。