Anna Deming relata via Scientific American: [A]Embora ainda não haja forma de desmontar o ovo, em alguns cenários cuidadosamente controlados dentro de sistemas relativamente simples, os investigadores conseguiram viajar no tempo. O truque é criar um certo tipo de reflexão. Primeiro, imagine um reflexo espacial regular, como aquele que você vê em um espelho de vidro com fundo prateado. Aqui a reflexão ocorre porque, para um feixe de luz, a prata é um meio de transmissão completamente diferente do ar; Uma mudança repentina nas propriedades ópticas faz com que a luz retorne, como uma bola de pingue-pongue atingindo uma parede. Agora imagine que, em vez de mudarem em pontos específicos do espaço, as propriedades ópticas ao longo do caminho do raio mudam drasticamente num momento específico no tempo. Em vez de saltar no espaço, a luz retornará ao longo do tempo, traçando cuidadosamente seus caminhos, como uma bola de pingue-pongue retornando ao último jogador que a acertou. Esta é a “reversão do tempo”. As inversões de tempo fascinam os teóricos há décadas, mas revelaram-se extremamente difíceis de implementar na prática, porque alterar as propriedades ópticas da matéria de forma rápida e suficiente não é uma tarefa simples. Mas agora, investigadores da City University of New York demonstraram um grande avanço: Crie reflexos de tempo baseados em luz. Para fazer isso, o físico Andrea Allo e seus colegas criaram um “metamaterial” com propriedades ópticas ajustáveis que podem ser ajustadas em nanossegundos para reduzir ou dobrar a velocidade da luz que passa por ele. Os metamateriais possuem propriedades determinadas pela sua estrutura; Muitos deles consistem em conjuntos de hastes ou anéis microscópicos que podem ser ajustados para interagir e manipular a luz de uma forma que nenhum material natural consegue. Alo diz que usar seu poder de pensar no tempo revelou algumas surpresas. “Agora percebemos que [time reflections] “Poderia ser mais rico do que pensávamos devido à forma como o implementamos.” […]
O dispositivo desenvolvido por Alo e seus colaboradores é essencialmente um guia de ondas que direciona a luz em frequência de micro-ondas. Um conjunto de interruptores densamente espaçados ao longo do guia de onda o conecta a circuitos de capacitores, que podem adicionar ou remover dinamicamente material para a luz encontrar. Isso pode alterar radicalmente as propriedades efetivas do guia de ondas, como a facilidade com que ele permite a passagem da luz. “Não alteramos a matéria, adicionamos ou subtraímos matéria”, diz Alo. “É por isso que o processo pode ser tão rápido.” As reversões no tempo trazem uma série de efeitos inesperados que foram previstos teoricamente, mas nunca comprovados com o uso da luz. Por exemplo, o que está no início do sinal original estará no final do sinal refletido – uma situação semelhante a se olhar no espelho e ver a parte de trás da sua cabeça. Além disso, enquanto a reflexão padrão altera a forma como a luz atravessa o espaço, a reflexão no tempo altera os componentes temporais da luz – isto é, as suas frequências. Como resultado, em uma exibição invertida no tempo, a parte de trás da sua cabeça também tem uma cor diferente. Alo e seus colegas observaram ambos os efeitos no dispositivo da equipe. Juntos, eles prometem impulsionar ainda mais avanços no processamento de sinais e nas comunicações – duas áreas vitais para o funcionamento do seu smartphone, por exemplo, que depende de efeitos como a conversão de frequência.
Poucos meses depois de desenvolver o dispositivo, Alo e seus colegas observaram um comportamento ainda mais surpreendente quando tentaram criar uma reversão de tempo no guia de ondas durante… Atirando dois feixes de luz um para o outro dentro dele. Os feixes de luz em colisão normalmente se comportam como ondas, produzindo padrões de interferência nos quais seus picos e vales sobrepostos se somam ou se cancelam como ondulações na água (em interferência “construtiva” ou “destrutiva”, respectivamente). Mas a luz pode, de fato, atuar como um projétil pontual, como um fóton ou como um campo oscilante semelhante a uma onda – isto é, ela tem “Dualidade onda-partícula“Em geral, um determinado cenário irá provocar apenas um comportamento ou outro. Por exemplo, feixes de luz em colisão não ricocheteiam uns nos outros como bolas de bilhar! Mas de acordo com os experimentos de Alo e sua equipe, quando ocorre uma inversão de tempo, eles parecem Os pesquisadores alcançaram esse estranho efeito Ao controlar se as ondas em colisão interferiram de forma construtiva ou destrutiva – se elas se somaram ou subtraíram umas das outras – quando ocorreu a reversão do tempo. Ao controlar o momento preciso em que e com que reversão do tempo ocorreu, os cientistas demonstraram que as duas ondas ricocheteavam uma na outra com a mesma amplitude. A onda com a qual começaram, como bolas de bilhar colidindo, pode terminar com menos energia, como bolas de esponja quicando, ou até mesmo ganhar energia. bolas em cada extremidade de uma mola estendida. “Podemos fazer com que essas interações conservem energia, energize-as ou suprima-as”, diz Alo, destacando como as reversões de tempo poderiam fornecer um novo botão de controle para aplicações que envolvem conversão de energia e modelagem de pulso, onde a forma de onda é alterada para melhorar o sinal de pulso.