تبدیل فرکانس امواج الکترومغناطیسی با یک روش جدید

دانشمندان مرکز تحقیقات علوم پیشرفته CUNY ASRC توانستند در آزمایش‌های خود با موفقیت باعث برگشت زمان و همچنین تبدیل فرکانس پهن باند امواج الکترومغناطیسی شوند.

به گزارش تکناک، انعکاس در آینه توسط امواج نور الکترومغناطیسی ایجاد می شود که از سطوح آینه ای منعکس می شوند و پدیده ای رایج به نام بازتاب فضایی را ایجاد می کنند. به طور مشابه، امواج صوتی به صورت فضایی منعکس می شوند تا پژواک هایی را ایجاد کنند که کلمات ما را به ترتیبی که گفته شده به سمت ما باز می گرداند.

بیش از شش دهه پیش، دانشمندان برای اولین بار این احتمال را مطرح کردند که می‌توانیم شکل متفاوتی از انعکاس امواج را مشاهده کنیم که به عنوان بازتاب‌های گذرا یا زمانی شناخته می‌شوند.

بر خلاف انعکاس فضایی، که زمانی اتفاق می‌افتد که نور یا صدا به یک مرز مناسب برخورد می‌کند، بازتاب‌های زمانی هنگامی اتفاق می‌افتند که ویژگی‌های کل محیطی که  یک موج طی می‌کند به طور ناگهانی در تمام فضای آن تغییر کند. هنگامی که این اتفاق می افتد، بخشی از آن موج به صورت زمانی معکوس می شد و فرکانس آن به فرکانس جدیدی تبدیل می شود.

این پدیده هرگز برای امواج الکترومغناطیسی مشاهده نشده بود زیرا خواص نوری یک ماده را نمی توان به راحتی با سرعت و بزرگی مورد نیاز برای ایجاد انعکاس زمانی تغییر داد.

رفتار امواج منعکس شده در زمان

با این حال، اکنون مقاله جدیدی که در مجله Nature Physics منتشر شده است، چگونگی مشاهده انعکاس زمانی سیگنال های الکترومغناطیسی توسط تیم دانشمندان CUNY ASRC را شرح می دهد.

نویسنده مسئول آندریا آلو، مدیر موسس ابتکار فوتونیک CUNY ASRC در بیانیه‌ای مطبوعاتی توضیح داد: دیدن اتفاق واقعاً هیجان انگیز بوده است، زیرا مدت ها پیش این پدیده دور از ذهن پیش بینی شده بود. با استفاده از یک طراحی فراماده پیچیده، ما توانستیم شرایط تغییر خواص مواد را در زمان به طور ناگهانی و با کنتراست بزرگ درک کنیم.

محققان توانستند با استفاده از بخش بزرگی از سیگنال‌های پهن باند که در فراماده مهندسی‌شده آنها حرکت می‌کند، فورا زمان را معکوس کنند و فرکانس را نیز تغییر دهند.

آنها سیگنال های پهن باند را به یک نوار پر پیچ و خم فلزی به طول تقریباً 6 متر وارد کردند. این نوار روی یک برد چاپ شده بود و دارای آرایه متراکمی از سوئیچ های الکترونیکی بود که به خازن های مخزن متصل بودند. همه سوئیچ ها به طور همزمان برای آزمایش فعال شدند.

این آزمایش نشان داد که این امکان وجود دارد که یک رابط زمانی باعث معکوس شدن زمان و تبدیل فرکانس امواج الکترومغناطیسی پهن باند شود. محققان بر این باورند که کشف جدید آنها می تواند به توسعه رایانه های کوچک، کم انرژی و مبتنی بر امواج و برنامه های ارتباطی بی سیم کمک کند.