Više od 50 godina naučnici su teoretisali da elektromagnetni talas može biti reflektovan u vremenu – a ne samo u prostoru. Zbog ogromne količine energije potrebne za stvaranje vremenskog interfejsa, naučnici dugo nisu mogli da potvrde postojanje vremenske refleksije.
Korišćenjem specijalno projektovanog metamaterijala, naučnici iz Njujorka su po prvi put uspešno posmatrali vremensku refleksiju.
Prostorna refleksija: intuitivan fenomen
Objašnjenje prostorne refleksije – bilo da je reč o svetlosti ili zvuku – prilično je intuitivno. Elektromagnetno zračenje u obliku svetlosti ili zvučnih talasa udari u ogledalo ili zid i promeni pravac kretanja. To nam omogućava da vidimo odraz ili čujemo eho originalnog signala.
Međutim, već više od pola veka naučnici teoretišu o postojanju još jedne vrste refleksije u kvantnoj mehanici – takozvane vremenske refleksije.
Šta je zapravo vremenska refleksija?
Ovaj pojam može da asocira na nuklearnim pogonom pokretan „Delorean“ ili na poznatu policijsku kutiju koja je „veća iznutra“, ali naučnici pod tim ne podrazumevaju putovanje kroz vreme.
Vremenska refleksija nastaje kada se čitav medijum kroz koji se elektromagnetni talas kreće iznenada promeni. U tom trenutku, deo talasa se „okreće unazad“, a njegova frekvencija se transformiše u drugu.
Zašto je vremensku refleksiju bilo gotovo nemoguće dokazati?
Pošto vremenske refleksije zahtevaju ravnomernu promenu u čitavom elektromagnetnom polju, naučnici su dugo smatrali da bi za takav eksperiment bila potrebna prevelika količina energije.
Ipak, istraživači iz Centra za napredna naučna istraživanja Univerziteta Siti Njujork (CUNY ASRC) uspeli su da po prvi put posmatraju ovaj fenomen. Oni su slali širokopojasne signale kroz metalnu traku ispunjenu elektronskim prekidačima povezanim sa rezervoarskim kondenzatorima.
Kako je eksperiment funkcionisao?
Ova postavka omogućila je istraživačima da po volji aktiviraju prekidače, čime su udvostručili impedansu duž trake. Ta iznenadna promena prouzrokovala je da signali nose uspešno vremenski obrnutu kopiju originalnog talasa.
Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Nature Physics.
„Veoma je teško promeniti osobine nekog medijuma dovoljno brzo, ravnomerno i sa dovoljnim kontrastom da bi se postigla vremenska refleksija elektromagnetnih signala, jer oni osciluju izuzetno velikom brzinom“, izjavio je Gengju Sju, koautor rada i postdoktorski istraživač u CUNY ASRC-u.
„Naša ideja bila je da izbegnemo promenu svojstava osnovnog materijala i umesto toga stvorimo metamaterijal u koji se dodatni elementi mogu naglo dodavati ili uklanjati pomoću brzih prekidača.“
Kako izgleda vremenska refleksija u praksi?
Vremenska refleksija se ponaša drugačije od prostorne. Pošto vremenski „eho“ najpre odražava poslednji deo signala, istraživači kažu da biste, kada biste gledali u vremensko ogledalo, videli svoja leđa umesto lica.
U zvučnom smislu, to bi bilo poput slušanja trake puštene unazad – brzo i sa povišenim tonom.
Promena frekvencije i neobična priroda fenomena
Promena frekvencije, kada bismo mogli da je vidimo golim okom, izgledala bi kao da se boje svetlosti naglo menjaju – na primer, da crvena svetlost odjednom postane zelena.
Ova kontraintuitivna priroda vremenske refleksije jedan je od glavnih razloga zbog kojih je ovaj fenomen toliko dugo izmicao eksperimentalnoj potvrdi.
Značaj otkrića za nauku i tehnologiju
„Bilo je zaista uzbudljivo videti ovo u praksi, imajući u vidu koliko je davno ovaj kontraintuitivni fenomen predviđen i koliko se vremenski reflektovani talasi razlikuju od prostornih“, izjavio je vodeći autor rada Andrea Alu, profesor fizike i direktor Fotonske inicijative u CUNY ASRC-u.
Ključno pitanje glasi: zašto su naučnici uopšte nastojali da vremensku refleksiju reprodukuju u laboratoriji?
Odgovor leži u tome što preciznija kontrola elektromagnetnih talasa može značajno unaprediti bežične komunikacije, pa čak i dovesti do razvoja niskoenergetskih, talasno zasnovanih računara.
Drugim rečima – korisno je znati sve o elektromagnetnim talasima, i onim koji se kreću napred, i onima koji se, bar u nekom smislu, vraćaju unazad kroz vreme.
