Durante mais de 50 anos, os cientistas teorizaram que uma onda eletromagnética poderia ser refletida temporalmente — e não só espacialmente.
Segundo o Popular Mechanics, os cientistas não conseguiram confirmar a existência da reflexão no tempo, devido à quantidade de energia necessária para criar uma interface temporal.
Através de um metamaterial projetado, os cientistas de Nova Iorque conseguiram observar com sucesso reflexões temporais pela primeira vez.
A explicação das reflexões espaciais — seja por luz ou por som — é bastante intuitiva. A radiação eletromagnética sob a forma de ondas de luz ou de som atinge um espelho ou uma parede, respetivamente, e muda de direção, o que permite que os nossos olhos vejam um reflexo na mecânica quântica, conhecida como reflexão temporal.
As reflexões temporais requerem uma variação uniforme em todo o campo eletromagnético, os cientistas assumiram que seria necessária demasiada energia para observar as reflexões temporais em ação.
Mas os investigadores do Centro de Investigação Científica Avançada do CUNY Graduate Center (CUNY ASRC), em Nova Iorque, observaram com sucesso os reflexões temporais através do envio de sinais de banda larga para uma tira de metal cheia de interrupções eletrónicas que estavam ligadas a condensadores de reservatório.
Dessa forma, os investigadores puderam acionar os interrutores à vontade, duplicando a impedância ao longo da tira. Esta mudança súbita fez com que os sinais transportassem uma cópia invertida bem sucedida no tempo. Os resultados foram publicados na revista Nature Physics.
“É muito difícil alterar as propriedades de um meio de forma suficientemente rápida, uniforme e com contraste suficiente para refletir no tempo os sinais eletromagnéticos, uma vez que estes oscilam muito rapidamente”, afirmou Gengyu Xu, coautor e estudante de pós-doutoramento no CUNY ASRC.
“A nossa ideia era evitar alterar as propriedades do material hospedeiro e, em vez disso, criar um metamaterial em que elementos adicionais podem ser abruptamente adicionados ou subtraídos através de interrutores rápidos“.
Esta reflexão temporal também se comporta de forma diferente das reflexões espaciais, uma vez que este eco temporal reflete primeiro a última parte do sinal.
Os investigadores dizem que, se olhássemos para um espelho temporal, veríamos as nossas costas em vez da nossa cara. Para traduzir acusticamente a experiência, seria como ouvir uma cassete a rebobinar, ou seja, rápida e aguda.
A mudança de frequência, se pudesse ser percecionada pelos nossos olhos, seria semelhante a cores de luz que mudam subitamente para outra cor, como o vermelho a mudar para verde.
Esta estranha natureza contra-intuitiva da reflexão do tempo é parte do que tem tornado o estudo do conceito tão difícil.
“Tem sido muito excitante ver isto, porque há muito tempo se previu este fenómeno contra-intuitivo e porque as ondas refletidas no tempo se comportam de forma diferente das ondas refletidas no espaço”, afirmou Andrea Alù, autora correspondente e professora de física e diretora da iniciativa Fotónica do CUNY ASRC.
A grande questão é “porque é que os cientistas trabalharam para recriar esta reflexão teórica do tempo num laboratório? Um controlo mais minucioso das ondas eletromagnéticas pode melhorar consideravelmente as comunicações sem fios e até levar a avanços nos computadores de baixa energia baseados em ondas.
Por outras palavras, é simplesmente útil saber tudo o que existe sobre ondas eletromagnéticas, tanto para a frente como para trás.
