Bilim İnsanları Elektromanyetik Dalgalarda “Zaman Yansımaları” Gördü
Bilim insanları elektromanyetik dalgalarda “zaman yansımaları” görmeyi hayretle karşıladı. Bu, daha önce sadece var olduğu varsayılan büyüleyici bir olgu.
Bu etki, aynaya bakıp kendi sırtınızın yansımasını görmeye veya bir kaset geriye doğru oynatıldığında olduğu gibi, sesin tersten geldiği bir yankı duymaya benzetiliyor.
Bilim insanları uzun zamandır böyle bir etkinin var olduğunu varsayıyor. Fakat gözlemlenmesi zordu çünkü gerçekleşmesi için araştırmacıların bir malzemenin özelliklerini hızlı ve kayda değer ölçüde değiştirmesini gerektiriyordu.
Bilim insanları şimdi, özel bir malzeme kullanarak bunun gerçekleştiğini gözlemlediklerini belirtiyor. Bir metal şeridinden sinyaller gönderip fiziksel özelliklerinde hızlı bir değişikliği tetikleyen araştırmacılar, bu sinyallerin zaman içinde tersine döndüğünü gözlemledi.
Yeni makalenin yazarlarından, New York Şehir Üniversitesi (The City University of New York, CUNY) Yüksek Lisans Merkezi’nden Ordinaryüs Fizik Profesörü Andrea Alù yaptığı açıklamada “Bu beklenmedik olgunun ne kadar uzun zaman önce öngörüldüğü ve zaman yansıtmalı dalgaların uzay yansıtmalı dalgalara kıyasla ne kadar farklı davrandığı düşünülünce, bunu görmek gerçekten heyecan vericiydi” ifadelerini kullandı.
Sofistike bir metamalzeme tasarımı kullanarak, malzemenin özelliklerini zaman içinde aniden ve büyük bir kontrastla değiştirebileceğimiz koşulları elde ettik.
Görmeye alıştığımız yansımalar mekansal yansımalardır: Elektromanyetik ışık dalgaları aynalı bir yüzeye çarpar, seker, aynaları ve daha farklı cihazları kullanmamızı sağlayan etkiyi yaratır.
Bu mekansal yansımalar, dalgalar bir ayna gibi belirli bir sınıra çarptığında gerçekleşir. Fakat zaman yansımaları çeşitli şekillerde farklılık gösteriyor, örneğin dalganın geçtiği bütün ortam aynı anda değişiklik gösterince ortaya çıkıyorlar.
Bu olduğunda, dalganın bir kısmı zamanda çevrilir ve frekansı değişir. Bilim insanlarının yeni çalışmada gözlemlemeyi umdukları tam olarak bu etkiydi.
Araştırmacılar, keşfin kablosuz iletişim ve yeni küçük, düşük enerjili bilgisayarlar da dahil çeşitli pratik uygulamalara önayak olabileceğini umuyor. Daha önce, ortamı yeterince hızlı bir şekilde değiştirmek çok zor olduğu için bu uygulamaların mümkün olmayacağı düşünülüyordu.
Makalenin baş yazarlarından, CUNY’deki İleri Bilim Araştırma Merkezi’nden doktora sonrası araştırmacı Gengyu Xu yaptığı açıklamada, “Önceki çalışmalarda zaman yansımalarını önleyen kilit engel, zamansal bir arayüz oluşturmanın büyük miktarda enerji gerektireceği inancıydı” dedi.
Bir ortamın özelliklerinin elektromanyetik sinyallerin zamanda yansımasını sağlayacak kadar yeterli kontrastla, hızla ve eşit oranda değiştirmek çok zordur çünkü sinyaller çok hızlı salınır.
Fikrimiz, ana malzemenin özelliklerini değiştirmekten kaçınmak ve bunun yerine ek elementlerin hızlı değişimlerle aniden eklenebileceği veya çıkarılabileceği bir metamalzeme oluşturmaktı.
Bulguları açıklayan, “Observation of temporal reflection and broadband frequency translation at photonic time interfaces” (Fotonik zaman arayüzlerinde zamansal yansıma ve geniş bant frekans çevirisinin gözlemlenmesi) adlı makale, Nature Physics’te yayımlandı.
https://www.independent.co.uk/tech
Independent Türkçe için çeviren: Deniz Sutaş
Kaynak: https://www.indyturk.com
Daha Fazla:
Dünyada Bir İlk: Verileri Elektronlar Yerine Ses Dalgaları Aracılığıyla İleten Bilgisayar Çipi Geliştirildi
Sesle kodlanmış yeni bir bilgisayar dili dünyasına hoş geldiniz.
Harvard araştırmacıları, bir bilgisayar çipindeki elektrik alanı kullanarak ilk kez akustik dalgaları veya ses dalgalarını kontrol etti ve modüle etti.
Yeni atılım, elektronlar kullanılarak iletilen verilere dayanan klasik hesaplamanın yanı sıra kuantum hesaplama alanları için geniş kapsamlı etkilere sahip olabilir.
Harvard Araştırmacıları Yeni Ses Dalgası Çipi Geliştirdi
Tipik olarak, klasik bilgisayar çipleri, elektronları modüle ederek verileri iletir ve işler. Bu, verileri birler ve sıfırlardan oluşan bilgisayar diline kodlayan transistörler aracılığıyla yapılır – biri yüksek akımla, diğeri düşük akımla temsil edilir.
Bu arada fotonik çipler, fotonları (ışık parçacıkları) veri ileten dalga kılavuzları adı verilen bileşenler aracılığıyla göndermeden önce onları modüle eder. Harvard ekibinin ses dalgası çipi, karışıma birkaç ekstra fayda eklese de, daha çok fotonik bir çip gibi çalışıyor.
Akustik dalgalar, aynı frekanstaki elektromanyetik dalgalardan daha yavaştır. Ancak yeni cihazın arkasındaki ekibe göre bu kötü bir şey değil. Bunun nedeni, kısa akustik dalgaların nano ölçekli yapılarda sınırlandırılmasının kolay olması ve tutuldukları sistemle güçlü etkileşimlere sahip olmalarıdır. Bu onları hem klasik hem de kuantum uygulamaları için çok değerli kılabilir.
SEAS’ta Elektrik Mühendisliği Profesörü ve Nature Electronics’te yayınlanan yeni bir çalışmanın kıdemli yazarı olan Tiantsai’den Marko Loncar, “Akustik dalgalar, çip üzerinde hem kuantum hem de klasik bilgi işleme için, bilgi taşıyıcıları olarak umut vaat ediyor, ancak akustik entegre devrelerin gelişimi, akustik dalgaları düşük kayıplı, ölçeklenebilir bir şekilde kontrol edememe nedeniyle engellendi” dedi.
“Bu çalışmada, entegre bir lityum niyobat platformunda akustik dalgaları kontrol edebileceğimizi gösterdik ve bizi akustik bir entegre devreye bir adım daha yaklaştırdık.”
Kuantum ve Klasik Hesaplama İçin Akustik Dalgalar