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深度解讀

物理學家們製造了一種“反激光”裝置

星之球科技 來源:Snail先生 企鵝號2020-11-23 我要評論(0 )   

科學家們(men) 已經找到了一種可以將能量完美地傳(chuan) 送到任何房間的方法,這要歸功於(yu) 他們(men) 稱之為(wei) “反激光”的科幻裝置這個(ge) 想法很簡單:就像激光以整齊有序的方式發射光粒子或光子...

科學家們(men) 已經找到了一種可以將能量完美地傳(chuan) 送到任何房間的方法,這要歸功於(yu) 他們(men) 稱之為(wei) “反激光”的科幻裝置

這個(ge) 想法很簡單:就像激光以整齊有序的方式發射光粒子或光子一樣,反激光以相反的順序一個(ge) 接一個(ge) 地吸收光子。長期以來,研究人員一直猜測,這樣的設備可能會(hui) 使電線和充電電纜成為(wei) 曆史,讓人們(men) 可以在不插電源的情況下,通過房間將能量傳(chuan) 輸到筆記本電腦或手機上,並為(wei) 其供電。但是,盡管基本的反激光已經被測試過了,但現實世界並不像激光指向實驗室固定接收器那樣整潔有序。電子設備四處移動,物體(ti) 擋道,牆壁以意想不到的方式反射能量。近期科學家設計的新型反激光裝置解決(jue) 了所有這些問題,它接收以不可預測的模式在空間周圍發射的散射能量,仍然可以接收99.996%的發射功率。

他們(men) 使用的正式術語是“相幹完全吸收”(CPA)。“相幹完全吸收”用一台機器把能量傳(chuan) 送到整個(ge) 房間,另一台機器(“反激光”)把它吸回來。

反激光裝置最簡單的模型是,一個(ge) 激光指針一個(ge) 接一個(ge) 地將光子射入接收器,然後將光子吞噬,不管你是向前還是向後播放它的動作磁帶,它看起來基本上都是一樣的:光子從(cong) 一個(ge) 裝置中彈出,穿過太空,進入另一個(ge) 裝置。這樣的裝置,在物理學術語中,被稱為(wei) “時間反轉對稱性”。

但在這項新的研究中,研究人員使用磁場來強烈地擠壓光子,以使其時間反轉對稱性喪(sang) 失。

研究人員在他們(men) 的論文中寫(xie) 道,這“證明了“相幹完全吸收”概念遠遠超出了它最初的‘時間反轉激光器’的概念,這表明它有朝一日可能會(hui) 在現實世界中得到實際應用。”。這是因為(wei) 現實世界不像實驗室實驗那麽(me) 整潔,而是混亂(luan) 和不可預測的。

研究人員在兩(liang) 個(ge) 實驗裝置中都使用了微波能,實現了這種非時間反轉“相幹完全吸收”。第一個(ge) 是一個(ge) “迷宮式”的電線,光子必須通過它才能到達接收器。第二個(ge) 是一個(ge) 小的,不規則的“黃銅腔”,中間有一個(ge) 接收器,光子在散射並穿過空腔後到達。

為(wei) 了實現這一目標,研究人員發射了不同性質的微波,並測試了哪種頻率、振幅和相位的組合(任何電磁波的三種特征)最有可能落在接收器上並被吸收,即使是在穿過磁場、迷宮或不規則的開闊空間之後。在每一種情況下,他們(men) 確定了一個(ge) 理想的微波發射器“調諧”,使大部分微波被吸收(迷宮中99.999%,開闊空間99.996%)。在實際應用中(比如你的起居室),發射器會(hui) 測試和重新測試不同的頻率、振幅和相位,以便將光子傳(chuan) 輸到接收器。

這項技術有三個(ge) 主要的潛在應用。第一種是遠距離無線能量傳(chuan) 輸,這項技術應用於(yu) 現實,將徹底解放手機用線纜充電的繁瑣。另一種是一種傳(chuan) 感設備,它可以探測光子散射的任何房間中的細微變化。(想象一下,一個(ge) 監控攝像頭可以感覺到入侵者在房間裏移動,引起周圍光子的變化,監控探測精度將達到前所未有的高度,科幻電影中的隱形人可能也會(hui) 被檢測到,而無處藏身。)

第三種是消息傳(chuan) 遞係統,它可以安全地將信息傳(chuan) 輸到隱藏的接收者;通過“相幹完全吸收”技術發送的信號可以使用不斷變化的調諧數字作為(wei) 某種密碼來加密數據。隻有知道發送者確切行為(wei) 的人才能解密消息。

這樣的技術進入到我們(men) 的現實生活還需要很長的一段時間。但研究人員寫(xie) 道,這項實驗表明,它們(men) 存在可行性。不遠的將來,攜帶光子能量接收器的人類,變成“超人”的可能性也不是沒有。現代人類運用的一些技術,對於(yu) 古人類來講,就是夢境和神仙法術一樣的存在。


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