גלי אור שנעשו להתנגש כאילו היו חפצים מסיביים - עולם הפיזיקה

פוטונים יכולים להתנגש כאילו היו אובייקטים מסיביים הודות למטא-חומרים הידועים כממשקי זמן שעוברים שינויים פתאומיים במאפיינים האופטיים שלהם. זהו הממצא של חוקרים מאוניברסיטת סיטי בניו יורק, ארה"ב, שאומרים שלעבודתם יכולים להיות יישומים בטכנולוגיות תקשורת אלחוטית, הדמיה וקצירת אנרגיה.

כאשר שני עצמים נתקלים זה בזה, הם מתנגשים והאנרגיה הקינטית שלהם נשמרת, אובדת או מוגברת, בהתאם לתכונות המכניות שלהם. לעומת זאת, שני פוטונים (גלים אלקטרומגנטיים) עוברים בדרך כלל זה דרך זה, אם כי המפגש ביניהם עשוי להתבטא באמצעות תופעות גלים כגון הפרעות. עם זאת, המצב שונה מאוד כאשר הם מפזרים מבנה אובדן כשהם מפריעים. במקרה זה, אנרגיה יכולה לעבור ביניהם כך שהיא מועברת או נספגת כולה בהתאם למשרעת ולפאזה היחסית של הפוטונים. "בקרת גלים קוהרנטית", כידוע, ניתן לנצל כדי ליצור תופעות כמו בליעה מושלמת - כלומר, הפרעות הרסניות של גלים כשהאנרגיה שלהם מתפזרת לחלוטין - ולהתאים את כמות הקליטה כנדרש.

חוקרים בראשות פיזיקאי ומהנדס אנדריאה אלו הראו כעת שהם יכולים ליצור צורה חדשה של שליטה על חילופי אנרגיה בין פוטונים. תוך כדי כך הם הבינו את האנלוג הפוטוני של התנגשות מכנית עבור גלים אלקטרומגנטיים באמצעות מטא-חומרים שיכולים לעבור שינויים פתאומיים וגדולים בתכונות האלקטרומגנטיות שלהם. וריאציות אלו אפשרו לצוות ליצור מבנה המכונה ממשק זמן.

"כששני גלים המתפשטים בכיוונים מנוגדים חווים ממשק כזה בזמן שהם חופפים, הם חווים חילופי אנרגיה מהירים ביותר, כאילו היו חפצים מתנגשים", מסביר אלו. "השלב היחסי של שני הגלים יכול לשלוט על אופי ההתנגשות הזו, שיכול לחסוך באנרגיה, לפזר אותה או להגביר אותה." בצורה זו של בקרת גל קוהרנטית זמני, הגלים המשתקפים מממשק הזמן מפריעים באופן הרסני לגלים שנשברו. בתנאים מתאימים, זה מאפשר לבטל את אחד הגלים או אפילו את שניהם.

עיצוב פולסים אלקטרומגנטיים

החוקרים קיבלו את הרעיון לעבודתם החדשה לאחר שתהו האם ניתן למחוק גל מכני לא רצוי, כמו צונאמי או גל סיסמי, על ידי "זריקת" גל אחר, דומה, נגדו כדי לנטרל אותו. "למרות שתוצאה כזו בלתי אפשרית בפיזיקת גלים קונבנציונלית, ידענו שזה אפשרי, באופן עקרוני, עם מטא-חומר זמני", אומר עמנואל גליפי, פוסט דוקטורט במעבדה של אלו והמחבר הראשי של מחקר ב פיזיקת טבע בעבודה. "הניסוי שלנו איפשר לנו להדגים את המושג הזה בפעולה עבור גלים אלקטרומגנטיים."

פיזיקאים מבצעים מדידה ראשונה של 'השתקפות הזמן' בגלי מיקרו

האנלוג הפוטוני הזה של התנגשויות מכניות יכול לשמש גם לעיצוב פולסים אלקטרומגנטיים על ידי התנגשותם זה בזה. החוקרים הדגימו פיסול כזה עבור גלים אלקטרומגנטיים במשטר המיקרוגל וכעת הם שואפים להשיג זאת בתדרים גבוהים יותר על ידי שימוש במכשירים כגון טרנזיסטורי גרפן במהירות גבוהה במקום ממשקי זמן.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• ChartPrime. הרם את משחק המסחר שלך עם ChartPrime. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/light-waves-made-to-collide-as-if-they-were-massive-objects/