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科学家研制时间隐形斗篷 可隐藏40皮秒事件过程

http://www.kexue.com 2012-01-10 10:23:01 搜狐科学  发表评论


科学家现研制一种“时间隐形斗篷”

  据英国每日邮报报道,在诸多科幻电影中曾出现时空穿越的故事,但现实生活中人们是无法穿越时间,让时间消失。然而,美国科学家使用一种非常先进的高科技技术,能够精确地做到这一点。

  科学家现已研制出一种“暂时隐形”装置可以从视野中隐藏物体的活动过程,演示中通过加速和减速光束的不同部分,可隐藏物体的活动过程40皮秒。光束的不同部分之后反馈在一起,因此任何观测者不能探测到“隐藏时间段”所发生的事情。被隐藏的信息和活动过程不能被读取或者重建。

  迄今为止,这项技术仅能隐藏40皮秒的短暂时间。或许未来警察将无事可做,做恶的犯罪分子会巧妙地利用这项技术,将他们做案的过程从时间上隐藏消失。同时,这项技术还可应用于超级保密通信。科学家认为这项技术甚至能与近期改进的“光学隐形斗篷”结合在一起,从空间和时间上隐藏事物的活动过程。

  美国纽约罗彻斯特大学的罗伯特-博伊德和施志敏(音译)指出,这就好像一个装置能够悄无声息地使一个物体处于隐形状态,研究人员目前证实这个系统能够在时间上将一个事件隐藏起来。由于空间和时间隐形斗篷能在不同物理尺度下(空间和时间)分别生效,没有根本的原因使这两项技术无法结合在一起,未来有望出现一个完全的空间-时间斗篷。

  尽管如此,博伊德等研究人员现已证实首个单向暂时隐形装置可投入多项应用,例如:增强光导纤维系统的安全通讯。未来可增大物体的隐形时间,从微秒等级提高至毫秒等级,并建造一种装置能够在不同方向入射光线下实现同步操作。

  科学家通过加速和减慢光束的不同部分,能够隐藏40皮秒的时间。从理论上进,在该时间空隙发生的任何事情都将隐形和无法探测,因此它并不存在于我们的时间感知能力。这项装置可以用于超级保密通信,或者在科幻情节中,甚至能够与光学隐形装置结合起来,在空间和时间内实现隐形。

  这种隐形效应可通过使用分裂时间透镜,将光线分为较慢和较快“部分”,从而建立一个较小的时间间隙。不同于其他隐形装置的折射物体周围光线原理,这种时间隐形装置是使用特殊透镜压缩穿过光缆的光线,从而使光线分成加速部分和减缓部分。这一过程使光线分离,而另一个透镜则将分离的光线部分再次结合在一起,最终结果是光缆末端的光线未被改变,意味着两个透镜之间的空间并未发生任何事情。美国康乃尔大学莫蒂-弗雷德曼教授和同事称,从观测者角度,探测光束中隐藏着一个“时间洞”。他们指出,这项基于加速探测光束前端部分和减缓探测光束后端部分的实验,将建立一个在事件活动过程中充分受控的时间间隙,这个探测光束在实验中并未出现任何形式的改变。

  之后这个探测光束通过逆向弥散控制存储在它的原始形态中,总的来讲,我们完成了第一个暂时隐形时间斗篷实验,在时间域中成功地隐藏了一个探测光束的活动过程。我们的实验结果表明现将向获得一种复杂时间和空间隐形斗篷迈出重要的一步,科学家现已发现通过扭曲电磁场和操控一定空间体积周围光线,来实现制造隐形斗篷的途径,最终在空间内的任何事物都将消失。

  研究人员使用叫做光电调幅器的两个透镜建造这个时间隐形装置,他们发送一束光线穿过透镜,第一个透镜压缩光线,第二个透镜解压光线,从而在时间域上产生一个短暂的间隙或者洞,从时间上这个短暂间隙并未记录任何事件。对于人类肉眼,来自第二个时间透镜的光线处于不间断状态,就好像未被扭曲变形。

  从本质上,当光线穿过两个透镜时,透镜之间将存在着一个空间-时间空隙,能够遮掩这一短暂时间内发生的事件。如果编码信息能够隐藏在这个时间间隙,则很难被解码,从而形成非常安全的保密通信信号。

  另一方面,如果像这样的隐藏时间间隙能够脉冲式开启和关闭,则可以用于拦截未被记录的信号数据。研究人员在《自然》杂志撰文指出,未来此项技术有望突破隐形40皮秒的时间,或许未来这种时间隐形斗篷能够隐藏任何事物的活动过程。(卡麦拉)

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