水の波紋が過去へ逆戻りする現象を確認
水の波紋が過去へ逆戻りする現象を確認 / Credit:Vincent Bacot et al . Nature Physics (2016)
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水の波紋が「過去」へ逆戻りする現象を確認

2025.06.02 21:00:28 Monday

水面の波がまるで映像を逆再生したように元の場所へ戻っていく――そんな信じがたい現象が実現しました。

フランスのESPCIパリ=高等物理化学産業大学校(ESPCI Paris-PSL)で行われた研究によって、マイナス21倍の逆方向の重力で衝撃を与えることで波の時間的の反転に成功しました。

研究者たちはこれを「瞬間タイムミラー(Instantaneous Time Mirror, ITM)」と呼んでいます。

この現象は視覚的にも明瞭であり、研究では重力を一瞬だけ“逆転”させるというシンプルな力学操作で、スマイルマークやエッフェル塔の波形までも見事に再現してみせました。

この時間反転鏡技術は未来をどのように変えていくのでしょうか?

研究内容の詳細は『Nature Physics』にて発表されました。

Time reversal and holography with spacetime transformations https://doi.org/10.1038/nphys3810

空間ではなく時間に鏡を作る

空間ではなく時間に鏡を作る
空間ではなく時間に鏡を作る / Credit:Canva

波の時間反転(タイムリバーサル)という概念自体は以前から研究されてきました。

例えば音波や電磁波では、波を検出器で記録して逆再生し、元の発生源に再集束させる「時間反転ミラー」という手法が知られています。

しかし従来の時間反転実験には、波を拾う多数のセンサーやその信号を処理・再生する大掛かりな装置が必要でした。

特にの表面を伝わる波(表面波)は、様々な波長成分が異なる速度で進む分散という性質や、水の粘性による減衰が強いために、時間反転による再集束が理論上は可能でも実験的には難しいと考えられてきたのです。

こうした中、フランスのESPCIパリ=高等物理化学産業大学校の研究チームは、空間と時間の対称性に着目したまったく新しいアプローチで波の時間反転に挑みました。

彼らの発想は、空間ではなく時間に「鏡」を作ることです。

すなわち、波が伝わっている媒質の性質をある瞬間に全空間で一斉にガラリと変化させることで、波を過去に送り返すというアイデアでした。

もしそれが実現できれば、煩雑なセンサーや電子機器を使わずとも媒質自体が“記憶装置”の役割を果たし、波をその場で逆転させられるはずです。

この大胆な発想に基づき提案されたのが「瞬間タイムミラー」という手法で、今回はその世界初の実験実証が行われました。

次ページ水面を「21倍重力」で叩くと波が過去へ巻き戻る

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