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



图片



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 ϵX=ϵÿ=ϵ1个 和 ϵž=ϵ2 波与成分 Ëž=ϕ根据麦克斯韦方程:



--ω2C2ϕ=∂2ϕϵ1个∂ž2+1个ϵ2(∂2ϕ∂X2+∂2ϕ∂ÿ2)



与超材料 ϵ1个>0 和 ϵ2<0这个方程可以用Klein-Gordon方程的形式重写:



--∂2ϕϵ1个∂ž2+1个|ϵ2|(∂2ϕ∂X2+∂2ϕ∂ÿ2)=ω2C2ϕ=米2C2ℏ2ϕ



. ž Ť -. , (2+1)- -, 米. , X,ÿ ž.



, , :



--∂2ϕϵθ∂[R2+1个|ϵ[R|(∂2ϕ∂ž2+∂2ϕ[R2∂θ2)=ω2C2ϕ==米2C2ℏ2ϕ



[R, ϵθ>0 ϵ[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?



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