Отражаются по-своему: электромагнитные волны во времени ведут себя иначе, нежели в пространстве

Ученые в Нью-Йорке впервые смогли наблюдать временные отражения электромагнитных волн, используя искусственно созданный метаматериал.

На протяжении более 50 лет существовала теория о том, что электромагнитные волны могут отражаться не только в пространстве, но и во времени. 

Традиционные отражения, такие как свет или звук, легко объяснить: волны отражаются от зеркал или стен, меняя направление. Но временные отражения представляют собой другой процесс, когда среда, через которую проходит электромагнитная волна, внезапно меняет направление, что вызывает изменение частоты волны.

Чтобы наблюдать временные отражения, ученые из Центра перспективных научных исследований при Высшей школе CUNY использовали широкополосные сигналы, отправленные в металлическую полосу с электронными переключателями. Это позволило им изменять сопротивление полосы и, как следствие, направление сигналов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics.

По словам Гэнъю Сюя, одного из авторов исследования, изменения в свойствах среды нужно было осуществлять очень быстро и равномерно, чтобы отразить сигналы во времени. Временные отражения ведут себя иначе, чем пространственные: они сначала отражают последнюю часть сигнала, что можно сравнить с прослушиванием записи на перемотке. Если бы изменение частоты было визуально осязаемым, оно выглядело бы как резкая смена цвета.

Андреа Алу, другой соавтор исследования, отметил, что наблюдение за этим явлением было захватывающим, так как оно противоречит здравому смыслу и показывает, как волны, отраженные во времени, ведут себя иначе, чем волны, отраженные в пространстве, пишет yahoo.

Уточнения

Электромагни́тное излуче́ние (ЭМИ) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля. Может трактоваться как электромагни́тная волна́ или как пото́к фото́нов, в зависимости от характера рассматриваемой задачи.