Более 50 лет существовала теория о возможности временного, а не только пространственного, отражения электромагнитных волн. Основная проблема заключалась в необходимости создания резкого и однородного изменения свойств среды, через которую проходит волна, что требовало колоссальных затрат энергии. Группе из Центра перспективных научных исследований при Аспирантском центре CUNY (Нью-Йорк, США) удалось преодолеть это препятствие.

Эксперимент был построен на использовании метаматериала — металлической полоски, оснащенной электронными переключателями, соединенными с конденсаторами. Ученые пропускали через материал широкополосные сигналы, а затем по своему усмотрению активировали переключатели. Это приводило к мгновенному удвоению импеданса (сопротивления) вдоль всей полоски, создавая ту самую резкую временную границу.

В результате часть сигнала отразилась во времени. Это «временное эхо» принципиально отличается от обычного отражения: волна меняет не только направление, но и свою частоту. Последняя часть исходного сигнала возвращается первой, а сам сигнал оказывается обращен во времени. Если бы подобное произошло со светом, отраженный цвет резко изменился бы, например, с красного на зеленый.

Проще всего явление можно описать на аналогии. Если бы вы посмотрели во «временное зеркало», вы увидели бы свою спину, а не лицо. Звуковая волна, отраженная во времени, звучала бы как запись, прокручиваемая в обратном направлении. Результаты экспериментальной работы были опубликованы в авторитетном британском журнале Nature Physics.

Практическое значение открытия связано с улучшением контроля над электромагнитными волнами. Это может привести к прорывам в технологиях беспроводной связи нового поколения и создать основу для разработки энергетически экономичных волновых компьютеров.