Ученые добились исторического столкновения электромагнитных волн с помощью метаматериалов

Ученые смогли заставить электромагнитные волны, которые обычно проходят друг через друга, сталкиваться, манипулируя временем. Это стало возможным благодаря уникальным свойствам метаматериалов.

Вдохновляясь идеей использования макроскопических волн, таких как цунами или землетрясения, для их взаимного гашения, манипулирование временными интерфейсами может привести к многочисленным инженерным применениям, включая прорывы в телекоммуникациях, оптических вычислениях и даже в области сбора энергии.

Хотя идея остановить цунами с помощью встречной волны считалась невозможной в классической физике, существование такой возможности на квантовом уровне было предположено давно. "С помощью временного метаматериала мы демонстрируем этот принцип на электромагнитных волнах", - поделился Emanuele Galiffi из CUNY Graduate Center.

Основной момент для создания этого столкновения волн заключался в том, чтобы манипулировать временем с помощью метаматериалов. Эта идея обсуждалась на протяжении более чем шести десятилетий, но только недавно команда из CUNY ASRC доказала существование временных отражений, используя новый метаматериал.

Professor Andrea Alù, руководитель проекта, подчеркнул, что это новейшее исследование демонстрирует, как временные изменения в метаматериалах могут заставить электромагнитные волны сталкиваться – явление, ранее никогда не наблюдаемое на субатомном уровне.

«Используя сложную конструкцию метаматериала, мы смогли реализовать условия для изменения свойств материала во времени как резко, так и с большим контрастом», — объяснила Alù. Результатом стало первое наблюдаемое свидетельство того, что время было отражено назад.

Одно из практических применений открытия - возможность формирования электромагнитных импульсов путем их столкновения. "Мы уже продемонстрировали эту способность на радиоволнах и сейчас работаем над реализацией на более высоких частотах", - говорит Gengyu Xu, сотрудник лаборатории Alù.

В заключение исследователи отметили, что способность сталкивать электромагнитные волны может привести к прорывам в различных областях, таких как беспроводные коммуникации, сбор энергии, изображения и вычисления.