Po viac ako 60 rokoch sa výskumníkom podarilo pozorovať „časové odrazy“: Mnohí to už pokladali za nemožné
Výskumníci konečne pozorovali dlho teoretizované temporálne, alebo časové, odrazy.
Už viac ako šesťdesiat rokov výskumníci teoretizujú o existencii takzvaných temporálnych odrazov, teda odrazov v čase. Tie vznikajú, keď médium, v ktorom v ktorom sa vlna šíri, náhle a výrazne zmení svoje vlastnosti naprieč celým priestorom. Výskumníkom z Advanced Science Research Center sa podarilo po prvýkrát existenciu týchto časových odrazov preukázať.
Ako hovoria autori štúdie, keď sa pozeráme do zrkadla, očakávame, že v ňom uvidíme svoj odraz. V tomto prípade ide o odrazené svetelné vlny, ktoré sa odrážajú od povrchu zrkadla. Tieto odrazy nazývame priestorové odrazy. Rovnakým spôsobom vznikajú aj odrazy zvukových vĺn.
Výskumníci do dnešného dňa nepozorovali fenomén časového odrazu pre elektromagnetické vlny. Vychádza to z toho, že optické vlastnosti materiálu nemôžu byť jednoducho zmenené dostatočne rýchlo a v škále, ktorá by viedla k vytvoreniu časových odrazov. Autori novej štúdie ale navrhli prelomový experiment, v rámci ktorého sa im tento fenomén podarilo pozorovať v špeciálne navrhnutom metamateriály.
“Výsledky našej štúdie nás fascinovali. Časové odrazy môžeme považovať za neintuitívny fenomén, ktorý bol po prvýkrát predpovedaný pred niekoľkými dekádami. Našťastie sa nám podarilo navrhnúť experiment, v rámci ktorého sme dokázali zmeniť vlastnosti materiálu dostatočne rýchlo a dostatočne výrazne,” vyjadrila sa jedna z autorov štúdie, Andrea Alú.
Výskumníci vyriešili 60 ročnú záhadu
Časový odraz počas experimentu spôsobil, že sa signály cestujúce naprieč metamateriálom instantne časovo obrátili a konvertovala sa aj ich frekvencia. Vznikla tým zvláštna “ozvena”, v rámci ktorej sa posledná časť signálu odrazila ako prvá. Autori štúdie vysvetľujú, že ak by išlo o klasické zrkadlo, odraz človeka by bol obrátený a namiesto svojej tváre by si v zrkadle videl odraz zadnej časti hlavy. Čo sa zvuku týka, vznikol by podobný efekt, ako keď pretáčaš zvukovú stopu.
Rovnako výskumníci pozorovali aj konverziu frekvencií. Znamená to, že v prípade viditeľných svetelných farieb by človek pozoroval okamžitú zmenu farieb. Z červenej by sa stala zelená, z oranžovej modrá a tak ďalej.
Neprehliadni
Ako sme už spomenuli, na vytvorenie experimentu použili výskumníci špeciálne metamateriály. Následne pustili broadband signály cez vlnitý kovový prúžok, dlhý približne 6 metrov. Tento prúžok bol pripevnený na doske a obsahoval husté pole elektronických switchov. Následne výskumníci prepli naraz všetky switche, čo viedlo k rýchlej a výraznej zmene prostredia. To vytvorilo časový odraz, ktorý sa výskumníkom podarilo po prvýkrát zmerať.
Experiment dokázal, že je skutočne možné vytvoriť podmienky, ktoré by poviedli k vytvoreniu časového odrazu. Tento úspech môže v budúcnosti poviesť k vývoju počítačov založených na vlnách, ktoré by sa vyznačovali kompaktnou veľkosťou a mimoriadne nízkou energetickou spotrebou.
Autori štúdie zároveň naznačujú, že ich vytvorený metamateriál by sa mohol skladať, čím by vedci dostali mimoriadne výkonné elektromagnetické časové kryštály alebo časové metamateriály. Spojením so špeciálnymi rozhraniami by sme mohli nakoniec dospieť k novým fotonickým technológiám.
Bizarné časové kryštály
Časové kryštály sú zvláštne kvantové systémy, ktoré sa neriadia bežnými zákonmi fyziky. Vytvoriť sa ich podarilo výskumníkom v rámci štúdie publikovanej v roku 2022. Výskum naznačoval, že ak by sme prepojili viacero takýchto časových kryštálov, mohlo by nám to otvoriť cestu ku kvantovým počítačom
Časový krýštál je kvantový sytém, v ktorom sú častice v neustálom pohybe. Nemôže zastaviť, pretože sa už nachádza v najnižšom energetickom bode, vytvára tak pohyb bez energie. Zákony termodynamiky učia, že čaj vždy vychladne, kotúľajúca lopta sa zastaví a kyvadlo sa v určitom momente prestane kývať. V prípade časových kryštálov to však neplatí, akoby ignorovali zákony termodynamiky. Časové kryštály sú totiž ovládané zvláštnym svetom kvantovej fyziky.
Z toho vyplýva, že fyzici nemôžu pozorovať časové kryštály priamo. V momente keď tak urobia, zákony kvantovej fyziky umožňujúce mu existovať, sa rozpadnú a časový kryštál sa zastaví. Viac sa o časových kryštáloch môžeš dozvedieť v našom článku.
Komentáre