Zaman yansıması ilk kez doğrudan gözlemlendi

New York’ta yürütülen bir çalışmada, elektromanyetik dalgaların yalnızca uzayda değil, zamanda da “yansıyabildiği” ilk kez deneysel olarak gösterildi.

Araştırmacılar, Nature Physics dergisinde yayımlanan çalışmada, özel olarak tasarlanmış bir metamalzeme kullanarak bu olguyu gözlemlemeyi başardı. Bugüne kadar zaman yansımalarının varlığı teorik olarak biliniyordu, ancak bunun için gereken enerji ve koşulların çok zor olması nedeniyle deneysel kanıt elde edilemiyordu.

Günlük hayatta bildiğimiz yansımalar, ışığın aynadan ya da sesin bir duvardan geri dönmesiyle oluşur. Zaman yansıması ise tamamen farklı bir mantıkla çalışıyor. Bu durumda, elektromanyetik dalganın içinde ilerlediği ortam aniden ve eş zamanlı olarak değiştiriliyor. Sonuç olarak dalganın bir bölümü, zamanda geriye doğru tersine dönüyor ve frekansı da değişime uğruyor.

SİNYALİN ZAMANDA TERSİNE ÇEVRİLMİŞ KOPYASI

Araştırmacılar bu etkiyi, elektronik anahtarlar ve kapasitörlerle donatılmış metal bir şerit üzerinden geniş bantlı sinyaller göndererek oluşturdu. Anahtarların aynı anda tetiklenmesiyle ortamın empedansı aniden değiştirildi ve sinyalin zamanda tersine çevrilmiş bir kopyası elde edildi.

Çalışmanın yazarlarından Gengyu Xu, “Elektromanyetik sinyaller çok hızlı salındığı için, bir ortamın özelliklerini yeterince hızlı ve eşit biçimde değiştirmek son derece zor. Biz, ana malzemeyi değiştirmek yerine, anahtarla devreye girip çıkabilen ek unsurlardan oluşan bir metamalzeme tasarladık” ifadelerini kullandı.

YÜZÜNÜZ YERİNE SIRTINIZI DÖNDÜNÜZ

Zaman yansımaları, alışık olduğumuz uzaysal yansımalar gibi davranmıyor. Uzayda bir aynaya baktığınızda yüzünüzü görürsünüz; ancak araştırmacılara göre bir “zaman aynasına” bakabilseydiniz, yüzünüz yerine sırtınızı görürdünüz. Bunun nedeni, sinyalin son kısmının ilk olarak geri dönmesi.

Akustik bir benzetmeyle anlatmak gerekirse, bu etki bir ses kaydını geri sararak dinlemeye benziyor. Ses daha hızlı ve daha tiz hale geliyor. Aynı durum ışık için de geçerli; teorik olarak kırmızı bir ışığın aniden yeşile dönüşmesi gibi bir frekans kayması yaşanıyor.

CUNY İleri Bilim Araştırma Merkezi Fotoni̇k Girişimi Direktörü Andrea Alù, “Bu kadar uzun süre önce öngörülmüş, sezgilere aykırı bir olgunun nihayet deneysel olarak görülmesi son derece heyecan verici. Zaman yansıtılan dalgalar, uzayda yansıyanlardan tamamen farklı davranıyor” açıklamasında bulundu.

NEDEN ÖNEMLİ?

Bilim insanları, zaman yansımalarını laboratuvar ortamında üretmenin yalnızca teorik bir başarı olmadığını vurguluyor. Elektromanyetik dalgalar üzerinde bu düzeyde hassas kontrol sağlanması; kablosuz iletişim teknolojilerini geliştirebilir, enerji verimliliği yüksek, dalga temelli yeni nesil bilgisayarların önünü açabilir.