物理学家Thomas Young于1801年的一项著名实验表明，穿过两个细缝的光线会发生干涉，在后面的墙上形成特有的条纹图案。现在，物理学家已经证明，时间而不是空间上的两个狭缝也会产生类似的效果：快速打开和关闭的单个镜子会引起激光脉冲的干扰，使其改变颜色。这一发现可以带来更多的应用，例如用于 6G 的新型天线，利用时间将多个天线组合成一个。该结果发表在《自然·物理学》杂志上。纽约城市大学的物理学家Andrea Alù表示，镜子的快速切换——可能只需要1飞秒（万亿分之一秒）——表明某些材料改变其光学特性的速度比之前想象的要快得多。这可以为构建使用光而不是电子脉冲处理信息的设备开辟新的途径。伦敦帝国理工学院的量子物理学家Romain Tirole和他的合作者向由金层和玻璃制成的表面发射红外激光，表面涂有一层薄薄的氧化铟锡（ITO），这是智能手机屏幕中常见的材料。在正常情况下，ITO对红外光是透明的。但研究人员能够使用第二束激光使材料反射，这会激发材料中的电子，从而影响其光学特性。这可以通过第二个激光持续约200飞秒的脉冲来完成。该团队沿着反射光束放置了一个光传感器。当他们发射两个相隔几十飞秒的超短脉冲时——因此快速连续两次打开ITO镜——他们发现两次反射光的波形响应发生了变化。它从一种简单的单色波变成了一种更复杂的波。结果还表明，ITO需要不到10飞秒的时间才能激发——比理论上或之前测量的预期要快得多。“其他人认为它会更慢的原因是他们使用了不同的技术来测量响应时间，该时间被限制在50-100 fs”，该论文合著者、帝国理工学院的物理学家Riccardo Sapienza说。如果镜子仅打开一次，干扰就会消失。 这类似于经典的Thomas Young实验中发生的情况，如果光通过一个狭缝而不是两个狭缝照射，干涉图案就会消失。Andrea Alù表示，最令人兴奋的结果是研究人员已经证明“可以非常快速地改变ITO的特性”。 如此快速的切换可能会导致设备能够及时反射信号——类似于向后播放音乐唱片的光学模拟。一般来说，用任何类型的波实现这样的壮举都需要在足够大的体积内产生介质属性的突然和显著的变化。直到今年，只有水波才取得了类似的结果。但在《自然物理学》杂志上，Andrea Alù和他的合作者通过电子电路传播微波信号，首次用电磁波证明了这一点。到目前为止，帝国理工学院的ITO已经显示出巨大而突然的变化，但只是在薄薄的表面上——最大的挑战将是将这样的结果扩展到更大的体积上。与此同时，Romain Tirole和Riccardo Sapienza正在与其他人合作，用声波再现两镜效应，例如在薄膜上传播的声波。“我们研究的所有物理学都是关于波的，因此我们可以轻松地将相同的概念应用于不同的领域”，Riccardo Sapienza说。 “这可以带来更多的应用，例如用于 6G 的新型天线，利用时间将多个天线组合成一个。”时间干扰和时间逆转可能会带来创造时间晶体的新方法，这种晶体是一种令人费解的结构，会周期性地重复，不是像普通晶体那样在空间中重复，而是在时间中重复。它们还可以帮助研究人员构建基于光子的量子计算机。
