魔法!科学家研发出一种反激光充电方式,可以隔着房间给手机充电。很鸡肋。无线充电不仅需要将手机固定到位,手机稍微移动一下,充电也会停止。
试想一下,如果你的手机拥有更强大的充电技术,甚至可以在同一个房间的两端用充电器正常充电。会不会很酷?
现在,科技来了。国外一个研究团队成功研发出一种“反激光”技术,实现了这个看似科幻的功能。
所谓的“抗激光”技术,有个学名叫做相干完美吸收(CPA)。正如激光可以将光子或电子排成一列,并以相同的频率和相位发射,CPA可以一个一个地吸收相反方向的光子,因此被称为反激光。
研究人员长期以来一直认为这项技术是一项足以淘汰我们的充电器和电缆的创新。它可以摆脱充电线,在房间的任何角落为手机或笔记本电脑充电。
其实这个技术之前就有人提出过,也研发过相应的充电设备。但和现在的无线充电技术一样,之前的防激光充电要求电子设备必须对准方向,中间不能有任何物体,否则充电会停止。因此,虽然在实验室取得了一定的成果,但这项技术长期以来一直无法应用到生活中。
马里兰大学的陈雷等人介绍了上周发表在《自然-通讯》期刊上的一篇论文:经过多次实验,他们终于解决了这些问题。他们的CPA技术通过一台机器传输能量,然后由另一台机器接收(抗激光)。即使在一些障碍物的情况下,只要在同一个房间内,反激光依然可以接收到高达99.996%的发射功率!
在此之前,别人开发抗激光模型还是比较简单的。最简单的是:激光将光子一个一个射入反激光,要求光子射入反激光时,必须与出射激光对称。简单来说,如果你倒序看的话,就跟从反激光射到激光一样。这在物理学上叫做“时间反演对称性”。
科学家举了一个例子来说明这种时间反演的对称性:假设一个人拿出乐高积木,一块一块地整齐地放在一个盒子里,搭建埃菲尔铁塔。如果只看到结果,很难想象过程是如何完成的。不过好在他在拼乐高的时候用相机拍下了整个过程,所以如果你倒序玩,你会看到一个完全相反的过程:这个人把埃菲尔铁塔上的每一块乐高都拆下来,然后整齐地堆放起来在盒子里。
然而,这项研究需要打破这种时间反演对称性,因此研究人员使用磁场来剧烈摇晃光子,使它们失去时间反演对称性。所以,光子在被射中的过程中,就像一根绳子,变得一团糟,或者说更乱,以至于没有办法回到过去。
Chen等人。在两个实验设置中执行了这个无时间反转的CPA,这两个实验设置都使用微波能量。其中,在第一组实验中,他们用电线做了一个“迷宫”,光子需要穿过这个“迷宫”才能到达反激光;而在第二组实验中,他们制作了一个不规则形状的黄铜腔体,然后将反激光放在中心,光子需要在腔体内的空间中发生多次散射和反射才能进入。
为了实现这个目标,他们发射了不同性质的微波进行实验,从电磁波最重要的三个特性:振幅、频率和相位的角度进行测试,并记录下什么样的组合可以使它最有效地下降。在接收器上并被吸收。
最终,他们在这两种情况下找到了完美的结合,其中绝大多数光子即使在穿过磁场和不规则开放空间后也被吸收。其中,在磁场实验中,高达99.999%被吸收;而在黄铜腔体的实验中,被吸收的比例高达99.996%!
取得这样的成果后,研究人员在论文中介绍:“这表明CPA的概念已经远远超出了它作为时间反转激光器的概念”,他们相信这项技术在未来。广泛的应用前景,如-
远距离无线充电功能:让您的手机或笔记本电脑在充电时不再被充电线拉扯不便;
传感器装置:可以通过对光子的感知来判断房间内的一些变化。例如,如果应用于监控摄像头,它可以感知是否有不速之客闯入房间;信息被传送到一个隐藏的接收器。CPA技术发送的信号可以使用变化的调频数来实现加密功能。只有了解加密方法的接收者才能知道这些信号传递的是什么信息。
按照研究人员的设想,未来这款设备将走进千家万户,它会自动对房间进行检测,然后调整自身的频率、幅度和相位,以保证激光传输效率达到最高。
不过,他们也指出,虽然这项技术有这么多优点,但距离实际应用还有很长的路要走。至少现在,他们已经证明这条路是可行的。随着未来科技的完善和完善,相信在不久的将来很有可能进入千家万户。那时,即使我们正在给手机充电,我们也可以在房间的任何角落玩手机。想想都挺爽的。。。
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