भौतिक विज्ञानी माइक्रोवेव में 'टाइम रिफ्लेक्शन' का पहला मापन करते हैं

अमेरिका में भौतिक विज्ञानी प्रभाव देखा है पहली बार विद्युत चुम्बकीय तरंग में समय प्रतिबिंब के रूप में जाना जाता है। उन्होंने घटना का पता लगाया - परिचित स्थानिक प्रतिबिंब का अस्थायी समकक्ष - एक उपन्यास प्रकार के मेटामेट्री में कैपेसिटर की एक श्रृंखला को तेजी से स्विच करके। वे कहते हैं कि परिणाम वायरलेस संचार में सुधार कर सकता है और अंततः ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के बाद लंबे समय से मांग करने में मदद करता है।

जब अंतरिक्ष के एक अलग क्षेत्र में एक इंटरफ़ेस मिलता है, तो हर रोज़ प्रतिबिंब में वेवपैकेट का परिवर्तन शामिल होता है। प्रक्रिया अस्थायी क्रम को बरकरार रखती है, ताकि प्रतिबिंब के बाद घटना की लहर का प्रमुख हिस्सा आगे रहता है। इसका मतलब यह है कि दर्पण से आगे की वस्तुएं प्रतिबिंब में अधिक दूर दिखाई देती हैं, जबकि एक प्रतिध्वनि में ध्वनि उसी क्रम में वापस आती है जिस क्रम में वे उत्सर्जित होती हैं।

इसके बजाय समय परावर्तन में एक वेवपैकेट शामिल होता है जो समय में अचानक परिवर्तन के परिणामस्वरूप परिवर्तित हो जाता है जो पूरे माध्यम में समान रूप से लागू होता है। दूसरे शब्दों में, विचाराधीन सामग्री अपने गुणों में अचानक बदलाव का अनुभव करती है। यह लहर को दिशा बदलने का कारण बनता है जैसे प्रतिबिंब से पहले इसका अनुगामी किनारा अब सामने है। वास्तविक दुनिया में एक दर्पण के पास की वस्तुएँ प्रतिबिंब में और दूर दिखेंगी, जबकि एक प्रतिध्वनि के लिए उत्सर्जित अंतिम ध्वनि सबसे पहले वापस आएगी।

दो प्रक्रियाएं अलग-अलग मात्राओं का संरक्षण करती हैं। किसी वस्तु से उछलती हुई तरंग उस वस्तु को संवेग स्थानांतरित करती है जबकि उसकी आवृत्ति संरक्षित होती है। इसके विपरीत, समय में परावर्तित एक तरंग को गति बनाए रखनी चाहिए, जिससे उस गति में परिवर्तन होता है जिसके साथ वह दोलन करती है (इसकी आवृत्ति)। दूसरे शब्दों में, परावर्तित तरंग अपना आकार बनाए रखती है लेकिन समय के साथ फैल जाती है।

आज तक, वैज्ञानिकों ने केवल जल तरंगों में ऐसे लौकिक प्रतिबिंब देखे हैं। विद्युत चुम्बकीय विकिरण में एक ही चीज़ को देखना तरंगों की उच्च आवृत्ति से जटिल होता है। चाल में सामग्री के अपवर्तक सूचकांक को समान रूप से उच्च पर्याप्त गति पर स्विच करने में सक्षम होना शामिल है - तरंग अवधि की तुलना में बहुत कम समय लेना - और एक पर्याप्त विपरीत के साथ ताकि एक औसत दर्जे का प्रभाव उत्पन्न हो सके।

प्रतिबिंबित करने का समय

एंड्रिया अलु और सिटी यूनिवर्सिटी ऑफ न्यूयॉर्क के सहयोगियों ने अब एक नए प्रकार की मेटामेट्री तैयार करके ऐसा करने में सफलता प्राप्त की है। मेटामटेरियल्स में हड़ताली विद्युत चुम्बकीय गुण होते हैं, उनकी बड़ी संख्या में छोटे, ठीक से व्यवस्थित इंजीनियर संरचनाओं के लिए धन्यवाद।

विचाराधीन सामग्री में माइक्रोवेव वेवगाइड के रूप में काम करने वाली धातु की 6 मीटर लंबी पट्टी होती है जो लगभग 20 सेंटीमीटर के उपकरण को बनाने के लिए 30 बार आगे-पीछे घूमती है।². स्ट्रिप की लंबाई के साथ नियमित अंतराल पर तीस कैपेसिटिव सर्किट लगाए जाते हैं, लेकिन स्विच द्वारा इसे अलग किया जाता है। यह विचार है कि माइक्रोवेव दालों की एक ट्रेन को इंजेक्ट किया जाए और फिर एक ही समय में सभी सर्किटों को चालू या बंद कर दिया जाए, जबकि दालें पट्टी के साथ पारगमन में हों - जिससे मेटामेट्री के प्रभावी अपवर्तक सूचकांक और प्रतिबाधा में अचानक परिवर्तन हो। वह अचानक परिवर्तन अस्थायी रूप से माइक्रोवेव सिग्नल को दर्शाता है।

Alù और उनके सहकर्मी तरंग को एकल दोलन पूरा करने में लगने वाले समय की तुलना में बहुत कम समय में अपवर्तक सूचकांक को दोगुना (या आधा) करने में सक्षम थे, इसके लिए उनके स्विचिंग सर्किटरी को धन्यवाद जो स्नैकिंग वेवगाइड में शॉर्ट कट लेते हैं। दो असमान रूप से मजबूत चोटियों से युक्त एक सिग्नल को इंजेक्ट करना और फिर कैपेसिटिव सर्किट को जोड़ना, उन्होंने पाया कि सिग्नल का एक हिस्सा इनपुट पोर्ट पर उलटे क्रम में चोटियों के साथ वापस आ गया और समय के साथ फैला - जैसा कि एक समय के लिए अपेक्षित होगा - परावर्तित तरंग। इसके बजाय बाकी सिग्नल अपने मूल क्रम में दो चोटियों के साथ बंदरगाह पर लौट आए, जो मेटामेट्री के दूर के अंत में स्थानिक रूप से परिलक्षित होते थे।

Alù के अनुसार, इस समय के उत्क्रमण तंत्र की अनुरूप प्रकृति कई अनुप्रयोगों को जन्म दे सकती है। उदाहरण के लिए, वे कहते हैं, इसका उपयोग वायरलेस डेटा चैनल में विकृति का मुकाबला करने के लिए किया जा सकता है। इस तरह की विकृति का अनुमान अक्सर एक रिसीवर स्टेशन द्वारा ट्रांसमीटर को ज्ञात संकेतों को उनके लौकिक प्रोफाइल के साथ वापस भेजने से लगाया जाता है। लेकिन इसमें आमतौर पर संकेतों को डिजिटाइज़ करना शामिल होता है। समय प्रतिबिंबों के बजाय पूरी तरह से अनुरूप होने के कारण, उनका कहना है कि उनका उपयोग समय, ऊर्जा और स्मृति को बचा सकता है।

रेडियो इंजीनियर कह सकते हैं कि उनके टूलबॉक्स में एक नया उपकरण है

सिमोन ज़ानोटो

लंबी अवधि में, वे कहते हैं, इस योजना को नई पीढ़ी के एनालॉग ऑप्टिकल कंप्यूटरों में उपयोग मिल सकता है। जैसा कि वह बताते हैं, डिजिटल डोमेन से और एनालॉग विद्युत संकेतों को परिवर्तित करने के परिणामस्वरूप वर्तमान कंप्यूटरों में समय और ऊर्जा का त्याग किया जाता है। लेकिन यह पता चला है कि सिग्नल प्रोसेसिंग और कंप्यूटिंग के लिए विशेष रूप से उपयोगी एक प्रकार का एनालॉग ऑपरेशन चरण संयुग्मन है - परिवर्तन जो तब होता है जब तरंगें समय प्रतिबिंब से गुजरती हैं।

ऐसा होने से पहले, अलु और उनके सहयोगी अपने मेटामेट्री को यथासंभव कम करने की कोशिश करेंगे। उनका कहना है कि वे वर्तमान में एक चिप-स्केल संस्करण पर काम कर रहे हैं जो उनके वर्तमान डिवाइस के सैकड़ों मेगाहर्ट्ज़ के बजाय गीगाहर्ट्ज़ रेंज के दसियों में बहुत अधिक आवृत्तियों पर काम करेगा। उनका कहना है कि वे संभावित रूप से टेराहर्ट्ज और उससे आगे तक पहुंच सकते हैं, हालांकि उस समय उन्हें बिजली के स्विच के बजाय लेजर दालों का उपयोग करना होगा।

समय क्रिस्टल: पदार्थ के एक नए चरण की खोज

चेन शेन अमेरिका में रोवन विश्वविद्यालय के, जो काम से जुड़े नहीं थे, मानते हैं कि रेडियो तरंगों के स्पेक्ट्रा को नियंत्रित करने की क्षमता समय-उलट चिकित्सा इमेजिंग, अस्थायी क्लोकिंग (स्थानिक क्लोकिंग के समकक्ष) और बेहतर आकलन चैनल जैसे अनुप्रयोगों को सक्षम कर सकती है। वायरलेस संचार में नंबर। "इन प्रदर्शनों से पता चलता है कि तरंग हेरफेर के लिए समय मॉड्यूलेशन को एक नए घटक के रूप में जोड़ा जा सकता है," वे कहते हैं।

सिमोन ज़ानोटो पीसा, इटली में स्कुओला नॉर्मले सुपरियोर के, सहमत हैं। "रेडियो इंजीनियर कह सकते हैं कि उनके टूलबॉक्स में एक नया उपकरण है," वे कहते हैं। "एक उपकरण जिसका ऑपरेटिंग सिद्धांत अच्छी तरह से समझा जाता है और शायद उनकी जरूरतों पर और अधिक ध्यान देने योग्य है।"

शोध में प्रकाशित किया गया है प्रकृति भौतिकी.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/physicists-perform-first-ever-measurement-of-time-reflection-in-microwaves/