Αντίστροφο φαινόμενο Doppler

Από την ιστοσελίδα PhysicsWeb, 28 Νοεμβρίου 2003

Για πρώτη φορά έχει παρατηρηθεί σε ένα πείραμα το αντίστροφο φαινόμενο Doppler. Ο Nigel Seddon και ο Trevor Bearpark στα Συστήματα BAE στο Μπρίστολ της Αγγλίας, είδαν το φαινόμενο σε μια ηλεκτρική γραμμή μεταφοράς. Οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι τα αποτελέσματα τους είναι αντίθετα με τη διαίσθηση, αλλά όπως λένε η εργασία αυτή θα μπορούσε να έχει εφαρμογές ως πηγή ακτινοβολίας στην ιατρική και τις επικοινωνίες (Science: Seddon και Bearpark 2003 302 1537).

Στο γνωστό φαινόμενο Doppler η συχνότητα ενός κύματος αυξάνεται όταν η πηγή πλησιάζει τον παρατηρητή, και μειώνεται καθώς η πηγή απομακρύνεται. Αν και το αντίστροφο φαινόμενο Doppler - στο οποίο η συχνότητα μειώνεται καθώς η πηγή πλησιάζει, και αντίστροφα - προβλέφθηκε αρχικά το 1943, δεν είχε φανεί ποτέ σε κανένα πείραμα μέχρι τώρα.

Οι Seddon και Bearpark έφτιαξαν μια γραμμή μεταφοράς, που περιείχε μαγνητικά πηνία αυτεπαγωγής και πυκνωτές. Οι ταχύτητες φάσης και ομάδας των κυμάτων στη γραμμή έδειξαν αντίθετες κατευθύνσεις, ένα φαινόμενο που ήταν γνωστό σαν "ανώμαλη διασπορά". Στα περισσότερα υλικά οι δύο ταχύτητες είναι παράλληλες η μία της άλλης.

Η ομάδα των ερευνητών έστειλε μετά έναν ηλεκτρικό παλμό μέσα στη γραμμή μεταφοράς. Αυτό είχε δύο αποτελέσματα: ο παλμός παρήγαγε έναν κινούμενο φραγμό δημιουργώντας μια μη-μαγνητική περιοχή καθώς κινήθηκε κατά μήκος της γραμμής. Παρήγαγε επίσης ένα κύμα της περιοχής των ραδιοφωνικών συχνοτήτων, που ταξίδευε σε αντίθετη κατεύθυνση με τον παλμό και με μια μεγαλύτερη ταχύτητα.

Αυτό το ραδιοφωνικό κύμα ταξίδεψε πίσω προς την αρχή της γραμμής μεταφοράς, όπου ανακλάστηκε. Ο ανακλασθέντας παλμός πρόφθασε τότε τον αρχικό παλμό και ανακλάστηκε από αυτόν στη συνέχεια. Εντούτοις, δεν ανακλάστηκε με μια χαμηλότερη συχνότητα, όπως αναμενόταν από το φαινόμενο  Doppler, αλλά με μια υψηλότερη συχνότητα.

Οι Seddon και Bearpark λένε ότι αυτά τα κύματα μπορούν να ταξιδέψουν μέχρι το ένα δέκατο της ταχύτητας του φωτός, και ότι η ανάκλαση τέτοιων κυμάτων από κινούμενα περιοριστικά όρια θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να παραγάγει συντονιζόμενες πηγές ακτινοβολίας, που θα μπορούν να ελεγχθούν από μια μεγάλη σειρά συχνοτήτων.