Zaman Yansımaları Nedir?
Sıradan bir dalganın uygun bir sınırdan yansıması hayatın tanıdık bir parçasıdır. Aynaya baktığımızda her gün buna tanık oluruz, yankılarda bunu duyarız ve süreci daha kavranabilir bir ölçekte görmek istersek okyanus dalgalarının bir dalgakırandan sekmesini izleyebiliriz.
Zamansal yansımalar olarak da bilinen zaman yansımaları farklı bir şeydir ve sadece dalgada değil, dalganın geçtiği ortamda da ani bir değişim gerektirir. 20’nci yüzyılın ortalarında sık sık olduğu gibi, teorik fizikçiler deneysel meslektaşlarının önüne geçerek bu fenomenin işleyişini henüz gözlemlenmeden tartıştılar. Şimdi ise arayı kapatmış görünüyorlar.
Bir metamalzemenin dielektrik sabitini değiştirerek, fizikçiler ilk kez içinde taşınan elektromanyetik dalgaları zamandan yansıttılar ve sonuçlarını Nature Physics’te açıkladılar. Zamanı Cher tarzı geri döndürmediler, ancak dalgalar tarafından taşınan sinyal hem düzende bir tersine dönüş hem de frekans uzaması geçirdi. Teorisyenlerin 60 yıldır üzerinde çalıştıkları bir olasılığı doğrulamanın yanı sıra, bu çalışma dalgaların ve maddenin etkileşim biçimi üzerinde daha fazla kontrol sağlayabilir. Bilgi teknolojisinde elektriğin yerine ışığı koyma arayışı olan fotonikte faydalı olabilir ve bilgisayarlarda, cep telefonlarında ve kablosuz iletişimde şaşırtıcı bir hız artışına olanak sağlayabilir.
Zaman yansımaları, anlaşılması nispeten kolay olan frekansta bir kayma ve anlaşılması kolay olmayan zamanda bir dalga tersine dönmesi üretir. İlki, dalga boylarının gerildiği ya da daraldığı Doppler kayması gibi bir şeyi içerir ki bu da en çok uzak galaksilerden görülen kırmızıya kaymada görülür. Yansımadan önce mavi olan ışık sarıya, yeşil ışık kırmızıya dönüşür ve bu böyle devam eder. Sinyalin sonunun önce yansıyarak sinyali tersten duymamıza yol açması, tıpkı taş plakları yanlış yöne çevirerek şeytani mesajları tespit edebileceklerini düşünen eski tarz komplo teorisyenleri gibi, insanın kafasını daha da zorlamaktadır.
Uzaysal yansımada (a) yüzümüzü soldan sağa doğru ters çevrilmiş olarak görürüz. Zamansal yansımada (b) dalga sırası tersine döndüğü için başımızın arkasını görürüz ve frekans kayması sayesinde renkler değişir. (C) Bir dalganın içinden geçtiği ortamı zaman yansımasına neden olacak kadar hızlı değiştiren bir kontrol sinyali ile deney düzeneğinin şeması.
Resim kredisi: Andrea Alù
Zaman yansıması olgusu, atomları sıradan kristallerin uzayda yaptığı gibi zamanda tekrar eden desenler oluşturan zaman kristalleriyle ilişkilidir. Bu nesnelerin örneklerinin şaşırtıcı bir şekilde keşfedilmesi, ilgili kavramlara olan ilgiyi artırmıştır. Ancak zaman yansıması, ortamın özelliklerinin dalganın frekansının iki katından daha fazla değişmesini gerektirir. Spektrumun UV veya X-ışını kısmındaki herhangi bir şey bir yana, görünür ışığın olağanüstü yüksek frekansları, su dalgalarında gösterilmiş olmasına rağmen bunu zorlaştırmaktadır.
Araştırmanın ilk yazarı Dr. Gengyu Xu, “Önceki çalışmalarda zaman yansımalarını engelleyen temel barikat, zamansal bir arayüz oluşturmak için büyük miktarda enerji gerekeceği inancıydı” dedi. “Elektromanyetik sinyaller çok hızlı salındığı için bir ortamın özelliklerini yeterince hızlı, eşit ve yeterli kontrastla değiştirmek çok zordur.”
Ekip, doğada hiç görülmemiş özelliklere sahip maddeler olan metamalzemelere yöneldi.
Xu, “Fikrimiz, ana malzemenin özelliklerini değiştirmekten kaçınmak ve bunun yerine hızlı anahtarlar aracılığıyla ek öğelerin aniden eklenebileceği veya çıkarılabileceği bir metamalzeme yaratmaktı” dedi.
Ekip, aynı sinyalin zamandan yansıyan ve zamandan kırılan versiyonlarını birleştirerek ve girişimi gözlemleyerek başarılarını doğruladı.
Kaynak:https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Bilim İnsanları Elektromanyetik Dalgalarda “Zaman Yansımaları” Gördü