Les scientifiques inventent un "miroir" qui inverse temporellement les ondes électromagnétiques

Scientists invent a mirror that temporally reverses electromagnetic waves

De l’autre côté du miroir : des scientifiques de la City University of New York (CUNY) ont créé un « miroir » capable de refléter une onde électromagnétique dans le temps. Ce n’est pas la première fois que cela a été fait, mais c’est une percée pour les signaux de cette gamme de fréquences. L’équipe espère que la recherche ouvrira la voie à des applications de communication et d’informatique ultra-rapides utilisant la lumière.

Le miroir que l’équipe CUNY a construit n’est pas comme le miroir de votre salle de bain mais fonctionne de la même manière. Il est donc utile de revoir la réflexion de la lumière pour aider à comprendre la mécanique.

La lumière dans le spectre visible nous permet de voir les objets et leurs couleurs. La couleur que nous voyons est cette longueur d’onde réfléchie par l’objet, tandis que le reste des fréquences est absorbé. L’ensemble du spectre est réfléchi par les éléments colorés en blanc, mais seulement dans une certaine mesure, environ 80 à 90 % dans la plupart des cas.

Un miroir domestique crée une inhomogénéité reflétant 100% de la lumière blanche, de sorte que l’image apparaît comme tout ce qui se trouve devant elle mais spatialement inversée. En d’autres termes, la gauche est la droite ou ce que nous appelons une image miroir. Les longueurs d’onde réfléchissent sans diffusion, elles frappent donc votre œil à la même fréquence qu’elles frappent le miroir.

Les scientifiques inventent un quotmiroirquot qui inverse temporellement les ondes

« La lumière rebondit sur un miroir parce que l’impédance du matériau du miroir est très différente de l’air, donc les ondes qui frappent le miroir doivent reculer, elles ne peuvent pas entrer dans le miroir », a déclaré Andrea Alù, co-auteur de la recherche, à Motherboard. .

Ce que CUNY a créé est un miroir qui inverse temporellement les ondes. Donc, si le signal frappe le miroir dans une série de 1234, il rebondit en 4321. Pour appliquer ce que cela indique à notre miroir de salle de bain, imaginez qu’il reflète l’image qu’une caméra vous filmant par derrière produirait. Vous verriez l’arrière de votre tête, et votre droite serait la droite de votre image miroir.

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Cependant, ce n’est pas la seule différence car le miroir refléterait maintenant les ondes lumineuses vers l’arrière, de sorte que les couleurs seraient toutes foirées. Orange semblerait bleu, jaune apparaîtrait violet et rouge redeviendrait vert. Mais ce n’est qu’une expérience de pensée pour analogiser le mécanisme.

Le miroir créé par les scientifiques ne reflète pas la lumière visible. Il fonctionne sur des fréquences beaucoup plus basses. En fait, c’est juste une planche avec une bande de métal incrustée de nombreux interrupteurs tissés dedans, le transformant en un « métamatériau ». Les commutateurs peuvent effectuer des cycles très rapides. Lorsque la fréquence du miroir est supérieure à celle de l’onde entrante, cela crée une impédance ou une inhomogénéité qui reflète l’onde étirée et inversée – marques de fabrique de l’inversion temporelle. Ils « visualisent » ce changement en envoyant une fréquence connue avec une amplitude variable et en mesurant la réflexion.

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Cette fois la réflexion n’est pas nouvelle. c’est une forme de modulation que les scientifiques étudient depuis environ 60 ans.

« C’est en fait une opération très courante. La réflexion temporelle est en fait la clé de nombreuses technologies », a déclaré Alù.

Il a été utilisé pour le traitement du signal dans les communications radio afin de nettoyer la distorsion et le bruit des signaux. Ce traitement se fait numériquement et consiste à travailler avec une fréquence unique. Ce que CUNY a fait, c’est inverser dans le temps une vague de plusieurs fréquences sans numérisation.

La recherche est un pas minuscule vers des ordinateurs qui utilisent la lumière laser pour le stockage et le traitement. Cependant, c’est loin dans le futur. Les commutateurs dans le métamatériau devraient être beaucoup, beaucoup, beaucoup plus rapides.

« Notre expérience montre que vous pouvez le faire avec n’importe quelle fréquence », a déclaré Alù. « [However,] généralement, la technologie de commutation commence à s’effondrer lorsque vous entrez dans les fréquences térahertz. »

L’expérience actuelle se situe dans la gamme basse des gigahertz. La prochaine tentative de l’équipe sera d’expérimenter dans les centaines de GHz. Même s’ils réussissent dans cette bande supérieure, ils seront toujours loin des fréquences 400 THz de la lumière visible. Alors ne retenez pas votre souffle pour une telle percée. Il est peu probable que cela se produise de notre vivant, voire pas du tout.

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