新发现的记忆效应改变了多普勒波的特征

2020-09-27 08:11:36

波浪散射在日常生活中几乎无处不在-从房间间的谈话,到海浪在海岸上的破碎,从五颜六色的日落,到飞机反射的雷达波。散射现象也出现在各种领域,如量子力学和引力。根据特拉维夫大学电气工程学院教授Pavel Ginzburg的说法,当所讨论的波遇到移动的物体时,这些现象变得特别有趣。日常的多普勒效应是很常见的--例如,当消防车的警报器接近、经过和后退时,音调会发生可听见的变化。观测到的波的频率取决于源和观测者的相对速度,这是爱因斯坦相对论的一个推广方面,这一想法涉及到多普勒效应的宇宙含义,特别是对光波。现在,在相对论和经典(静止)波系之间,似乎存在另一种波动现象系,即记忆影响散射过程。

正如最近由金兹堡领导的科学家团队(包括主要作者维塔利·科兹洛夫以及合著者谢尔盖·科苏尔尼科夫和德米特罗·沃夫丘克)所证明的那样,多普勒效应可以通过对之前波相互作用的记忆而戏剧性地改变。具体地说,当旋转偶极子被布置成保持对过去与入射波相互作用的长期记忆时,多普勒信号在散射光谱中显示不对称的峰值。这些持久的过去相互作用不会迅速消退,而是会影响正在研究的系统现在和未来的演变。

金兹堡观察到,新发现的记忆效应是普遍存在的,它可以出现在各种与波相关的场景中--从光学(激光是旋转分子)到天文学(旋转偶极子可以近似于中子星)。虽然这种效应是普遍存在的,但金兹堡指出,并不是每个散射体都有很长的记忆力。在光学领域,激光是旋转的分子;天文学领域,旋转的偶极子可以近似于中子星。虽然这种效应是普遍存在的,但金兹堡指出,并不是每个散射体都有很长的记忆力。金兹伯格解释说,这种效应是故意引入的,例如,在电磁应用的情况下,采用集总电路。他推测,该技术可能有助于提高雷达目标识别和分类的效率,以及其他应用,如恒星辐射测量。

金兹堡的团队着手回答是否存在一种被忽视的相互作用机制,一方面它不需要相对论速度,另一方面又不能用经典静态物理学直接解释。据金兹堡称,该团队选择了一个旋转偶极子的简单例子,因为它能够描述许多真实物体的特性,比如天文学中的类星体,或者雷达应用中的直升机旋翼。(注:根据金兹堡的说法,这种相互作用机制不需要相对论速度,另一方面也不能直接用经典静态物理学来解释),因为旋转偶极子能够描述许多真实物体的特性,比如天文学中的类星体或雷达应用中的直升机旋转叶片。

研究人员希望,这些新演示的记忆效应将被用来促进我们对周围宇宙的理解,并有助于产生新的技术应用,利用长材料在散射的波上留下运动签名。更多信息:Vitali Kozlov等人,“加速物体散射中的记忆效应”,高级光子学(2020)。DOI:10.1117/1.AP.2.5.056003。

引用:在相对论波系和经典波系之间,新发现的记忆效应改变了从https://phys.org/news/2020-09-relativistic-classical-regimes-newly-memory.html检索到的多普勒信号(2020年9月22日。

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