211service.com
Sådan bygger du en tidskappe med spejle
Evnen til at skjule objekter i rummet – usynlighedstilsløring – er sprunget fra science fiction-verdenen til praktisk virkelighed inden for 10 år. Men evnen til at skjule objekter i tide – tidsmæssig tilsløring – udvikler sig endnu hurtigere.
I løbet af de sidste to år er fysikere begyndt at bruge eksotiske metamaterialer til at skabe huller i tiden. Første gangs kappe varede kun i 100 nanosekunder eller deromkring. Men i sidste måned viste forskere, hvordan man skjuler data næsten halvdelen af tiden. Det er en imponerende forbedring.
I dag går Miguel Lerma ved Northwestern University i Evanston, Illinois, endnu længere. Lerma har fundet ud af, hvordan man bygger tidskapper, der kan fungere i vilkårligt lange perioder med lidt mere end et par smart placerede spejle.
Den grundlæggende idé bag tidstilsløring er enkel. Forestil dig at se et ur oplyst af en laser. Under almindelige omstændigheder forlader lyset laseren, rejser til uret og reflekterer mod dig, iagttageren. På hvert trin er lysets hastighed konstant.
Tricket bag tidstilsløring er at bremse lyset, før det når uret, hvilket skaber et hul, hvor urets bevægelse ikke er oplyst. Du, iagttageren, kan ikke se, hvad der sker i denne tid.
Men ved at skrue op for lyset igen efter det er blevet reflekteret, er det muligt at lukke hullet, så man heller ikke mærker nogen ændring i belysningen.
I stedet ser du uret springe fra et øjeblik til et senere tidspunkt uden noget imellem. Den fjerne observatør ser derfor kun en kontinuerlig belysning, mens de begivenheder, der fandt sted i den mørke periode af kappens operation, forbliver uopdaget, siger Lerma.
Faktisk har denne proces skabt et hul i tiden, hvor begivenheder er skjult.
Det er teorien. Praksis er mere involveret. De muliggørende teknologier, der har gjort denne type tidstilsløring mulig, er såkaldte metamaterialer, der kan bremse og fremskynde lyset. Disse er svære og komplekse at lave.
Men Lerma påpeger i dag, at den slags eksotiske ting ikke er nødvendige. I stedet viser han, hvordan man opnår tidstilsløring ved hjælp af et sæt spejle, der kan tændes eller slukkes. Hans idé er at bruge et sæt spejle til at aflede lyset gennem en ekstra afstand, før det når uret, og et andet sæt spejle, der afleder lyset gennem en tilsvarende afstand, efter at det har ramt uret.
Denne ekstra afstand sænker i det væsentlige lysene, før det rammer uret. Efter at det er blevet reflekteret, kan lyset fremskyndes ved at undgå omlægningen, så det ikke tilbagelægger den ekstra afstand.
Dette skaber et hul, hvorunder enhver ændring uret ikke kan ses. Men en iagttager, der ser uret, ser det springe i tid uden nogen ændring i belysningen.
Lermas enhed er interessant, fordi den fungerer til alle lysfrekvenser, som spejlene reflekterer. Metamaterialer på den anden side virker generelt kun ved bestemte frekvenser. Vi har vist, hvordan man kan skabe en event-kappe-enhed uden brug af metamaterialer ved et simpelt arrangement af omskiftelige transreflekterende spejle, siger Lerma.
Den nye tilgang skaber tidsmæssige huller, der svarer til den tid, det tager lyset at rejse den ekstra afstand. Så ved at gøre denne afstand vilkårligt lang, ved at kaste lyset frem og tilbage fra Månen eller for eksempel, burde det være muligt at lave huller i tiden af næsten enhver længde.
Det er et imponerende simpelt trick, men det er ikke første gang, at fysikere har vist, at usynlighedskapper faktisk er meget nemmere at lave, end man havde troet. For et par måneder siden afslørede fysikere en usynlighedskappe, der brugte spejle frem for metamaterialer til at skjule genstande af næsten enhver størrelse.
Lerma er matematiker og så usandsynligt, at hun ønsker at få sine hænder beskidte i laboratoriet. Men hans maskine kræver ingen nye komponenter - spejlteknologien, den er afhængig af, er tilgængelig nu.
Så der er ingen grund til, at denne tidsmaskine ikke kunne bygges i morgen. Forvent faktisk at se den første demonstration i de kommende uger eller måneder.
Ref: arxiv.org/abs/1308.2606 : En spejlbaseret hændelsesdækningsenhed