Hoe maak je een tijdmantel met spiegels

Het vermogen om objecten in de ruimte te verbergen - onzichtbaarheidsverhulling - is binnen 10 jaar van de wereld van sciencefiction naar de praktische realiteit gesprongen. Maar het vermogen om objecten in de tijd te verbergen - tijdelijke verhulling - evolueert nog sneller.

De afgelopen twee jaar zijn natuurkundigen begonnen exotische metamaterialen te gebruiken om gaten in de tijd te maken. De eerste keer dat de mantel werd gedragen, duurde het slechts 100 nanoseconden of zo. Maar vorige maand lieten onderzoekers bijna de helft van de tijd zien hoe ze gegevens kunnen camoufleren. Dat is een indrukwekkende verbetering.

Vandaag gaat Miguel Lerma van de Northwestern University in Evanston, Illinois zelfs nog verder. Lerma heeft bedacht hoe hij tijdmantels kan bouwen die voor willekeurig lange tijdsperioden kunnen werken met behulp van weinig meer dan een paar slim geplaatste spiegels.

Het basisidee achter time cloaking is eenvoudig. Stel je voor dat je een klok ziet verlicht door een laser. In normale omstandigheden verlaat het licht de laser, reist naar de klok en reflecteert naar jou, de waarnemer. In elke fase is de lichtsnelheid constant.

De truc achter tijdverhulling is om het licht te vertragen voordat het de klok bereikt, waardoor een opening ontstaat waarin de beweging van de klok niet wordt verlicht. Jij, de waarnemer, kunt niet zien wat er in deze tijd gebeurt.

Door het licht echter weer te versnellen nadat het is gereflecteerd, is het mogelijk om het gat te dichten zodat je ook geen verandering in verlichting merkt.

In plaats daarvan zie je de klok van het ene moment naar een later tijdstip springen zonder iets ertussenin. De verre waarnemer ziet dus alleen een continue verlichting, terwijl de gebeurtenissen die plaatsvonden tijdens de donkere periode van de werking van de mantel onopgemerkt blijven, zegt Lerma.

In feite heeft dit proces een gat in de tijd gecreëerd waarin gebeurtenissen worden verborgen.

Dat is de theorie. De praktijk is meer betrokken. De ondersteunende technologieën die dit soort tijdsverhulling mogelijk hebben gemaakt, zijn zogenaamde metamaterialen die licht kunnen vertragen en versnellen. Deze zijn moeilijk en complex te maken.

Maar Lerma wijst er vandaag op dat dit soort exotische dingen niet nodig zijn. In plaats daarvan laat hij zien hoe je tijdsverhulling kunt bereiken met behulp van een set spiegels die aan of uit kunnen worden gezet. Zijn idee is om een ​​set spiegels te gebruiken om licht over een extra afstand af te leiden voordat het de klok bereikt en een andere set spiegels die licht over een vergelijkbare afstand afleidt nadat het de klok heeft geraakt.

Deze extra afstand vertraagt ​​in wezen de lichten voordat het de klok raakt. Nadat het is gereflecteerd, kan het licht worden versneld door de omleiding te vermijden, zodat het niet de extra afstand aflegt.

Dit creëert een opening waarin elke verandering van de klok niet kan worden gezien. Een waarnemer die naar de klok kijkt, ziet deze echter in de tijd springen zonder enige verandering in verlichting.

Het apparaat van Lerma is interessant omdat het werkt voor alle lichtfrequenties die de spiegels reflecteren. Metamaterialen daarentegen werken over het algemeen alleen bij specifieke frequenties. We hebben laten zien hoe je een gebeurtenismantelapparaat kunt maken zonder het gebruik van metamaterialen, door een eenvoudige opstelling van schakelbare transreflectieve spiegels, zegt Lerma.

De nieuwe benadering creëert tijdelijke gaten die gelijk zijn aan de tijd die het licht nodig heeft om de extra afstand af te leggen. Dus door deze afstand willekeurig lang te maken, door het licht heen en weer te kaatsen van de Maan of bijvoorbeeld, zou het mogelijk moeten zijn om gaten in de tijd te maken van bijna elke lengte.

Dat is een indrukwekkend simpele truc, maar het is niet de eerste keer dat natuurkundigen hebben aangetoond dat onzichtbaarheidsmantels eigenlijk veel gemakkelijker te maken zijn dan gedacht. Een paar maanden geleden onthulden natuurkundigen een onzichtbaarheidsmantel die spiegels gebruikte in plaats van metamaterialen om objecten van bijna elke grootte te verbergen.

Lerma is een wiskundige en het is dus onwaarschijnlijk dat hij zijn handen vuil wil maken in het lab. Zijn machine heeft echter geen nieuwe componenten nodig - de spiegeltechnologie waarop hij vertrouwt, is nu beschikbaar.

Er is dus geen reden waarom deze tijdmachine morgen niet zou kunnen worden gebouwd. Verwacht inderdaad de eerste demonstratie in de komende weken of maanden.

Referentie: arxiv.org/abs/1308.2606 : Een op spiegel gebaseerd apparaat voor het verhullen van gebeurtenissen

zich verstoppen