Il y a près d'une décennie, les chercheurs ont calculé que les micro-ondes peuvent apparemment passer un temps imaginaire dans un matériau – maintenant une expérience révèle comment le phénomène est parfaitement réel
Un oscilloscope dans un laboratoire de test électronique
Les micro-ondes semblent être capables de passer du «temps imaginaire» dans un matériau, mais ce phénomène bizarre n'a jamais été démontré qu'il correspond à quelque chose de réel et mesurable en laboratoire – jusqu'à présent.
Lorsqu'une impulsion de rayonnement, comme les micro-ondes ou la lumière, se déplace à travers un matériau, l'interaction avec les atomes du matériau peut la ralentir, créant un délai. En 2016, une équipe de chercheurs a calculé que ce délai peut être imaginaire – croquer les nombres et que vous obtenez un certain nombre de secondes multipliées par la racine carrée de -1, ou le numéro imaginaire appelé je. Nous ne rencontrons pas de tels chiffres dans la nature, mais Isabella Giovannelli et Steven Anlage à l'Université du Maryland ont trouvé un moyen de les mesurer dans une expérience de toute façon.
«C'est un peu comme un degré de liberté caché que les gens ont ignoré», explique Anlage. «Je pense que ce que nous avons fait, c'est le faire sortir et lui donner une signification physique.»
Les chercheurs ont envoyé une impulsion micro-ondes à travers un ensemble de câbles coaxiaux dont les extrémités étaient connectées pour former la forme d'un anneau. Ils avaient beaucoup de contrôle sur l'impulsion qui est entré dans cette bague, et ils ont très précisément collecté et analysé l'impulsion micro-ondes qui est sortie. L'équipe a utilisé un oscilloscope et d'autres appareils pour déterminer non seulement combien de temps il persistait dans les câbles, mais aussi comment ses autres propriétés, telles que la fréquence, ont changé.
Ils ont constaté que le temps soi-disant imaginaire se manifeste comme un petit changement physique. Les micro-ondes ne passent pas beaucoup de temps dans les câbles; Ils se jettent juste à travers cela à une fréquence légèrement décalée. En effet, l'énergie et l'intensité des micro-ondes changent lorsqu'ils voyagent et interagissent avec l'intérieur des câbles, explique Konstantin Bliokh au Donostia International Physics Center en Espagne, qui a travaillé sur le calcul de 2016.
Des retards imaginaires ont été ignorés dans les expériences passées parce que les chercheurs ont supposé qu'ils n'étaient pas physiques. Giovannelli dit que ces petits changements de fréquence sont également très difficiles à détecter. «C'était très difficile. Une partie de la raison pour laquelle nous avons pu mesurer cela était parce que nous avons certains des meilleurs oscilloscopes du monde», dit-elle.
Franco Nori de Riken au Japon, qui a également été impliqué dans les travaux de 2016, dit que la nouvelle expérience est «originale, réfléchie, soigneusement exécutée et importante». Lui et ses collègues n'avaient testé expérimentalement que le véritable – non-imaginaire – une partie du processus, donc le travail d'Anlage et de Giovannelli complète la façon dont les matériaux peuvent sculpter des impulsions de rayonnement.
«Il y a plusieurs décennies, ces effets étaient considérés comme minuscules, mais maintenant ils jouent un rôle important dans les nanosciences», explique Bliokh. S'ils sont généralisés pour inclure des systèmes plus complexes, ils pourraient être exploités dans certains dispositifs de détection, dit-il. Nori dit que les résultats pourraient également aider à améliorer les appareils qui utilisent la lumière pour le stockage, comme le font certains souvenirs informatiques.
L'équipe prévoit désormais d'explorer comment les changements de fréquence qu'ils ont mesurés se rapportent à la façon dont les impulsions porteurs d'informations, telles que celles utilisées pour la communication, peuvent être corrompues lorsqu'ils voyagent à travers des matériaux.
«C'est comme un marteau que nous avons inventé, et maintenant nous pouvons trouver des ongles», explique Anlage.
