物理学家创造出时间反转的光波

就像反向看电影一样，物理学家们刚刚展示了一种新技术，可以对光波的时间进行反转。

这并不意味着他们实际上已经逆转了时间流逝。相反，他们找到了一种方法来诱导光波反向地追溯向前的路径，并返回其原点。

这是首次实现完全同时控制所有光自由度的光波时间反转。

这本身就是一个巨大的成就，但是所需的高度时空控制对诸如成像，非线性光学和显微操作等应用具有影响。

当通过介质传播的波从另一侧以某种方式重新发射，从而精确地将其路径回溯到源头时，就会发生波的时间反转。数学上，两条路径在时间方向上完全相同。

这是通过低频波（例如声波，水波，以及在电磁频谱上的微波）实现的。物理学家以前也已经实现了对光波的部分时空控制。但是更高的光波频率很难测量，因此很难控制。

这就是澳大利亚昆士兰大学（UQ）和诺基亚贝尔实验室的物理学家之所以如此出色的原因。

想象一下，从一个小点通过一些散射材料（例如雾）发射短脉冲光，＆＃34; UQ物理学家Mickael Mounaix解释说。

＆＃34;光从空间中的单个位置和单个时间点开始，但是在穿过雾气并在许多不同的时间到达许多不同位置的另一侧时变得散射。我们找到了一种精确测量所有散射光到达的位置和时间的方法，然后创建“向后”版本的光，然后通过雾将其发送回去。＆＃34;

该重新发射的光将追溯原始散射过程，以在单个时间点返回到从其发出第一束光的单个点。

该团队的设备包括一个用于控制激光脉冲形状的脉冲整形器，以及多平面光转换，这使团队可以在空间上转换光。

这样，研究人员可以控制光在两个空间度（振幅和相位）以及一个时间度（通过光纤传播）的时间。

研究人员说，可以将产生的时间反转波与看起来像随机的光云进行比较。

＆＃34;要创建该光云，您需要使一个初始的光球飞入系统中，然后将其雕刻为所需的3D结构，＆＃34;昆士兰大学昆士兰分校物理学家乔尔·卡彭特（Joel Carpenter）说。

雕刻需要在万亿分之一秒的时间范围内进行，因此太快以至于无法使用任何运动部件或电信号来进行雕刻-认为它就像高速射击粘土球一样。一种没有运动部件的静态设备，它切成薄片，将球切成薄片，将其分散，然后重新组合以产生输出雕塑，所有这些泥土都会飞过而不会减慢速度。＆＃34;

在一系列图像中可以看到团队取得的出色控制。他们调整了设备，以便在远端形成光亮的形状，例如字母或笑脸。

尽管图像很可爱，但它们也引起了极大的兴趣：这种控制水平可以使波浪聚焦在使用传统方式可能无法到达的区域上。介质本身可用于聚焦重新散射的光。

＆＃34;这种新型的光学控制方式，＆＃34;研究人员在论文中写道，可以开辟许多可能性，而不仅仅是对低频现象的先前演示的概括，其应用包括非线性显微镜，微加工，量子光学，光阱，纳米光子学和等离激元，光放大等。 ，以及其他新的非线性时空现象，相互作用和来源。＆＃34;