物理學家們剛剛研發出一種新技術,可以反演光波的時間。不,當然不是時間機器。他們只是找到了一種方法,誘導光波回溯其路徑,並返回原點——在數學上,相當於時間反演。
這有什麼意義呢?
試想現在一片大霧,遠處隱隱約約有個廣告牌,但是看不清上面的內容。如果我們能夠反演光波的運動,並用當前接收到的圖像,在計算機中模擬反演過程——相當於直接在計算機里生成廣告牌上的內容。
當然,實際上因為熱力學定律的限制,信息還原是有限制的,不可能得到完全內容。而且,即便當前獲得了重大突破,但離實際應用還有很長的距離。
另一方面,這是第一次通過完全控制光子的所有自由度實現光波的時間反演。本身是一個巨大的成就,對諸如成像,非線性光學和顯微操作等具有深遠的影響。
以前,時間反演只能在低頻波(例如聲波,水波,以及在電磁頻譜上的微波)上實現。物理學家實現了光波的部分時空控制。但是面對更高的頻率,則十分棘手。
這也是現在澳大利亞昆士蘭大學(UQ)和諾基亞貝爾實驗室的物理學家備受讚譽的原因。
他們實驗中用到的核心工藝流程,相當於為一個飄在空中的小球雕刻出3D結構。而每一刀都必須在萬億分之一秒的時間尺度內完成。基本上現有的工具都毫無幫助。
他們想出一種方法:放棄精度控制,直接把球切成一列薄片,自然形成了空間結構。
研究人員在論文中寫道:「這種新型的光學控制方式,可以開闢出許多可能應用,用於非線性顯微鏡、微加工、量子光學,光阱等、奈米光子學和等離激元學、光學放大以及探索其他非線性時空現象。」
該研究已經發表在《自然通訊》上。