用自己的眼睛看：宇宙与大爆炸

超材料-具有远小于辐射波长的结构元素的复合材料不仅具有异常的特性（例如负折射率），而且还具有模仿宇宙方程的能力。它们为老式的老式模拟计算机打开了新的可能性。模拟计算有什么好处？结果几乎是立即可见的。因此，在下面的图片中，我们看到了……大爆炸！我们阅读了它是如何发生的。

大爆炸和时空旅行

在他们的研究中，马里兰大学的Igor Smolyaninov和Yu-Yuu Hung通过将有机玻璃带施加到金基底上来构造超材料。超材料中电磁波行为的数学描述与描述时空的广义相对论（以下简称GR）有很多共通之处。因此，超材料中光的传播路径类似于（2 +1）维时空中大质量粒子的路径。

在具有介电常数的非磁性各向异性材料中 $$$\epsilon_x=\epsilon_y=\epsilon_1$ 和 $$$\epsilon_z=\epsilon_2$ 波与成分 $$$E_z=\phi$根据麦克斯韦方程：

$$

$$-\frac{\omega^2}{c^2}\phi = \frac{\partial^2\phi}{\epsilon_1\partial z^2}+\frac{1}{\epsilon_2}\left(\frac{\partial^2 \phi}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 \phi}{\partial y^2}\right)$$

与超材料 $$$\epsilon_1>0$ 和 $$$\epsilon_2<0$这个方程可以用Klein-Gordon方程的形式重写：

$$

$$-\frac{\partial^2\phi}{\epsilon_1\partial z^2}+\frac{1}{|\epsilon_2|}\left(\frac{\partial^2 \phi}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 \phi}{\partial y^2}\right)=\frac{\omega^2}{c^2}\phi=\frac{m^2 c^2}{\hbar^2}\phi$$

. $$$z$ $$$t$ -. , (2+1)- -, $$$m$. , $$$x,y$ $$$z$.

, , :

$$

$$-\frac{\partial^2\phi}{\epsilon_\theta\partial r^2}+\frac{1}{|\epsilon_r|}\left(\frac{\partial^2 \phi}{\partial z^2}+\frac{\partial^2 \phi}{r^2\partial \theta^2}\right)=\frac{\omega^2}{c^2}\phi==\frac{m^2 c^2}{\hbar^2}\phi$$

$$$r$, $$$\epsilon_\theta > 0$ $$$\epsilon_r<0$ . $$$r=0$ . , , ( $$$r=0$).

. . — . , , , , . .

-

. , , , "-", (). : - , - . — -, .. .



-, , / , . -, ( ) . General relativity in electrical engineering.

:

1. Novello M., Visser M., Volovik G. E. Artificial black holes. – World Scientific, 2002. ( 3: Slow light)
2. Ralf Schutzhold. Recreating Fundamental Effects in the Laboratory?