中国科学院 a .入射电磁波在具有各向同性介电常数的无界介质中传播
b .通过将介质的介电常数在时间上从各向同性快速改变为各向异性张量(介电常数的x分量小于其z分量),引入了时间边界，产生前向波和后向波(相当于空间域中两种介质之间的界面处的透射和反射)
在这种情况下，波矢量的方向保持不变，而能量传播沿着波矢量的方向改变其方向，最终到达接收器2 (Rx2)
类似的方法可以通过适当地设计介电常数的时间函数来应用，以允许发射的电磁波被重定向到Rx1
d-e，分别在介电常数从各向同性变为各向异性之前和之后的时间的功率分布的仿真结果的快照，展示了能量如何改变其方向:时间瞄准
荣誉:维克多·帕切科-佩尼亚和纳德·恩赫塔 几十年来，定制和操纵电磁波传播一直是科学界非常感兴趣的问题
在这种情况下，通过沿着波传播的路径适当地引入空间不均匀性，已经设计了波的传播
天线和通信系统总体上大大受益于这种波物质控制
例如，如果需要将来自天线(发射器)的辐射场(信息)重定向到期望的方向，并到达放置在不同位置的接收天线，可以简单地将前者放置在平移阶段，并机械地控制发射电磁波的传播
这种波束控制技术在雷达和点对点通信系统等应用中极大地促进了目标的空间瞄准
通过空间控制设计的元透镜天线系统的有效电磁参数和/或使用可重新配置的元表面，也可以使用元材料和元表面来实现波束控制
下一个要问的问题是:我们能否通过控制介质在空间和时间上的电磁特性来提高当前波束控制应用的极限
e
，四维超材料x，y，z，t)？换句话说，电磁波的时间瞄准有可能实现吗？ 在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，英国纽卡斯尔大学数学、统计和物理学院的维克多·帕切科-佩尼亚和美国宾夕法尼亚大学电气与系统工程系的纳德·恩赫塔提出了时间超材料的概念，即时间超材料从各向同性变为各向异性介电常数张量，从而回答了这个问题
在这个概念中，作者考虑了波传播的整个介质的介电常数的快速变化，并从数值和分析两方面论证了由介电常数的快速时间变化引起的这种时间边界的影响
这样，根据介电常数时间变化之前和之后的介电常数张量的值，在频率变化的同时，在整个过程中保持波矢量k的情况下产生前向波和后向波
有趣的是，作者的理论结果还显示了能量传播的方向(由坡印亭矢量定义)如何不同于波数的方向，从而导致电磁能量的实时波束控制，作者将这种现象称为时间瞄准，作为空间波束的时间模拟
所有报道的数值计算与分析计算非常一致
正如作者所评论的: “在这项研究中，我们提供了对这种时间瞄准方法背后的基础物理的深入分析，这种方法通过将包含波的介质的介电常数从各向同性值快速改变为各向异性值来实现
作为一个令人兴奋的结果，我们能够为已经存在的电磁波的能量传播的新方向提取一个封闭的解析和简单的公式
" “我们对不同斜入射角下的单色波以及更复杂的入射电磁波(如高斯光束)进行了详细的研究
" “由于这种瞬时瞄准允许我们实时任意改变能量传播的方向，它可以为实时波束控制开辟新的可能性
我们提供了一个单个发射机天线和放置在不同空间位置的三个接收机的数值例子
我们的例子演示了通过简单地按照平方函数(各向同性—各向异性—各向同性)设计介质的时变介电常数，发射的电磁波可以到达三个接收器中的任何一个
科学家们预测说:“这种技术有可能通过在集成光子系统中实现高温超材料来为信息路由开辟新的可能性，这种超材料可以将被引导的电磁波偏转到芯片上期望的目标/方向。”
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