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纽约市立大学研究生中心(CUNYASRC)高级科学研究中心(CUNYASRC)的一个研究小组表明，操纵光子是可能的，以便它们在穿过路径时能够碰撞、以新的方式相互作用。《自然物理学》详细介绍了这一发现，该发现将使开发电磁波传播技术的科学家能够在电信、光学计算和能源应用方面取得重大进展。

这一突破发生在纽约市立大学研究生中心杰出教授、爱因斯坦物理学教授、纽约市立大学ASRC光子学计划创始主任AndreaAlù的实验室中。最近另一项展示电磁波时间反射的实验促进了这一点。

“我们的工作建立在一系列实验的基础上，这些实验表明我们如何能够创造出具有独特特性的超材料，这些特性是由电磁特性随时间的突然变化而产生的。这些变化使我们能够以自然界中看不到的方式操纵波传播，”阿鲁说。

“这项最新工作表明，我们可以利用定制超材料(称为时间界面)中的突然时间变化，使波像大质量物体一样碰撞。我们还能够控制波在这些碰撞过程中是否交换、获得或损失能量”。

通常，当两个电磁波交叉路径时，它们会直接穿过对方而不会相互作用。这与两个巨大物体(例如两个球)相互碰撞时发生的情况非常不同。在后一种情况下，粒子发生碰撞，它们的机械特征决定了碰撞中能量是守恒、损失还是增加。例如，当两个台球碰撞时，系统中的总能量是守恒的，而当两个橡胶球碰撞时，它们通常会在碰撞中损失能量。

虽然预计光子会在没有任何相互作用的情况下相互穿过，但通过触发时间界面，科学家们能够展示强烈的光子-光子相互作用并控制碰撞的性质。

该研究小组的工作灵感来自于这样的猜测：是否可以通过向海啸或地震波等不需要的机械波抛出另一个类似的波来对抗它，从而消除它。Alù实验室的博士后研究员、该研究的主要作者EmanueleGaliffi表示：“虽然这种结果在传统的波物理学中是不可能的，但我们知道原则上使用时间超材料是可能的。”“我们的实验使我们能够在电磁波中演示这一概念。”

科学家们还提出并演示了他们的概念的应用，通过相互碰撞来塑造电磁脉冲。Alù实验室的博士后研究员、该论文的共同主要作者GengyuXu表示：“这项技术使我们能够使用额外的信号作为模具来塑造我们感兴趣的脉冲。”“我们已经在无线电频率上展示了这一点，现在我们正在努力在更高频率下实现这种雕刻能力。”

该团队致力于开发方法来指示传播的电磁波如何相互作用和相互塑造，这可能有利于无线通信、成像、计算和能量收集技术以及其他进步。