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科学家借助反激光器,可隔空给手机充电

来源:腾讯网 作者:腾讯网 时间:2020-11-25 11:20:31

科学家们已经找到了一种可以将能量完美地传送到任何房间的方法,这要归功于他们称之为“反激光”的科幻装置。

这个想法很简单:就像激光以整齐有序的方式发射光粒子或光子一样,反激光以相反的顺序一个接一个地吸收光子。长期以来,研究人员一直猜测,这样的设备可能会使电线和充电电缆成为历史,让人们可以在不插电源的情况下,通过房间将能量传输到笔记本电脑或手机上,并为其供电。但是,尽管基本的反激光已经被测试过了,但现实世界并不像激光指向实验室固定接收器那样整洁有序。电子设备四处移动,物体挡道,墙壁以意想不到的方式反射能量。近期科学家设计的新型反激光装置解决了所有这些问题,它接收以不可预测的模式在空间周围发射的散射能量,仍然可以接收99.996%的发射功率。

他们使用的正式术语是“相干完全吸收”(CPA)。“相干完全吸收”用一台机器把能量传送到整个房间,另一台机器(“反激光”)把它吸回来。

反激光装置最简单的模型是,一个激光指针一个接一个地将光子射入接收器,然后将光子吞噬,不管你是向前还是向后播放它的动作磁带,它看起来基本上都是一样的:光子从一个装置中弹出,穿过太空,进入另一个装置。这样的装置,在物理学术语中,被称为“时间反转对称性”。

但在这项新的研究中,研究人员使用磁场来强烈地挤压光子,以使其时间反转对称性丧失。

研究人员在他们的论文中写道,这“证明了“相干完全吸收”概念远远超出了它最初的‘时间反转激光器’的概念,这表明它有朝一日可能会在现实世界中得到实际应用。”。这是因为现实世界不像实验室实验那么整洁,而是混乱和不可预测的。

研究人员在两个实验装置中都使用了微波能,实现了这种非时间反转“相干完全吸收”。第一个是一个“迷宫式”的电线,光子必须通过它才能到达接收器。第二个是一个小的,不规则的“黄铜腔”,中间有一个接收器,光子在散射并穿过空腔后到达。

为了实现这一目标,研究人员发射了不同性质的微波,并测试了哪种频率、振幅和相位的组合(任何电磁波的三种特征)最有可能落在接收器上并被吸收,即使是在穿过磁场、迷宫或不规则的开阔空间之后。在每一种情况下,他们确定了一个理想的微波发射器“调谐”,使大部分微波被吸收(迷宫中99.999%,开阔空间99.996%)。在实际应用中(比如你的起居室),发射器会测试和重新测试不同的频率、振幅和相位,以便将光子传输到接收器。

这项技术有三个主要的潜在应用。第一种是远距离无线能量传输,这项技术应用于现实,将彻底解放手机用线缆充电的繁琐。另一种是一种传感设备,它可以探测光子散射的任何房间中的细微变化。(想象一下,一个监控摄像头可以感觉到入侵者在房间里移动,引起周围光子的变化,监控探测精度将达到前所未有的高度,科幻电影中的隐形人可能也会被检测到,而无处藏身。)

第三种是消息传递系统,它可以安全地将信息传输到隐藏的接收者;通过“相干完全吸收”技术发送的信号可以使用不断变化的调谐数字作为某种密码来加密数据。只有知道发送者确切行为的人才能解密消息。

这样的技术进入到我们的现实生活还需要很长的一段时间。但研究人员写道,这项实验表明,它们存在可行性。不远的将来,携带光子能量接收器的人类,变成“超人”的可能性也不是没有。现代人类运用的一些技术,对于古人类来讲,就是梦境和神仙法术一样的存在。

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