Mellem relativistiske og klassiske bølgeregimer, nyopdaget hukommelseseffekt ændrer Doppler -bølgesignaturen

Bølgespredning forekommer praktisk talt overalt i hverdagen - fra samtaler på tværs af lokaler, til havbølger, der bryder på en strand, fra farverige solnedgange, til radarbølger, der reflekterer fra fly. Spredende fænomener optræder også på så forskellige områder som kvantemekanik og tyngdekraft. Ifølge Pavel Ginzburg, professor ved Tel Aviv University's School of Electrical Engineering, disse fænomener bliver især interessante, når de pågældende bølger støder på et objekt i bevægelse.

Den daglige Doppler -effekt er kendt - bevidnet som det hørbare skift i tonehøjde, der opstår, for eksempel, når en brandbils sirene nærmer sig, passerer, og trækker sig tilbage. Tanken om, at den observerede frekvens af en bølge afhænger af den relative hastighed for kilden og observatøren, et populært aspekt af Einsteins relativitetsteori, medfører kosmiske konsekvenser for Doppler -effekten, især for lysbølger. Nu, det ser ud til, at mellem relativitet og det klassiske (stationære) bølgeregime, der eksisterer et andet regime af bølgefænomener, hvor hukommelse påvirker spredningsprocessen.

Hukommelseseffekt ændrer Doppler -bølgesignaturen

Som for nylig demonstreret af et team af forskere under ledelse af Ginzburg, herunder hovedforfatter Vitali Kozlov og medforfattere Sergey Kosulnikov og Dmytro Vovchuk, Doppler -effekten kan dramatisk ændres af minder om tidligere bølgeinteraktioner. Specifikt, når roterende dipoler er arrangeret for at bevare en lang hukommelse om tidligere interaktioner med en hændelsesbølge, Dopplersignaturen viser asymmetriske toppe i det spredte spektrum. I stedet for at falme hurtigt, disse langvarige tidligere interaktioner påvirker den nuværende og fremtidige udvikling af det undersøgte system.

"Den nyopdagede hukommelseseffekt er universel, "observerer Ginzburg, "Det kan dukke op i en række forskellige bølgerelaterede scenarier-fra optik, hvor lasere er roterende molekyler, til astronomi, hvor roterende dipoler kan tilnærme neutronstjerner. "Selvom effekten er universel, Ginzburg bemærker, at ikke alle spredere besidder en lang hukommelse. "Effekten introduceres med vilje, for eksempel med klumpede kredsløb i tilfælde af elektromagnetiske applikationer, "forklarer Ginzburg. Han spekulerer i, at hukommelseseffekten kan bidrage til øget effektivitet ved identifikation og klassificering af radarmål, blandt andre applikationer, såsom stjerneradiometri.

Ginzburgs team satte sig for at besvare spørgsmålet om, hvorvidt der er "et overset interaktionsregime, som på den ene side ikke kræver relativistiske hastigheder, men på den anden side ikke kan forklares ligefrem med klassisk stationær fysik. "Holdet valgte et simpelt tilfælde af en roterende dipol som en matematisk model, der" er i stand til at beskrive egenskaber for mange virkelige objekter , såsom kvasarer i astronomi eller roterende klinger på en helikopter i radarapplikationer, "ifølge Ginzburg.

Forskerne håber, at disse nyligt demonstrerede hukommelseseffekter vil blive brugt til at fremme vores forståelse af universet omkring os og hjælpe med at give anledning til nye teknologiske applikationer, der drager fordel af materialer med lang hukommelse til at præge bevægelsessignaturer på spredte bølger.