حجر يُلقى في بركة يُحدث دوائر تنتشر في كل الاتجاهات. والآن تخيل أن البركة نفسها تتحول فجأة إلى هلام، وبشكل لحظي، أسرع من أن تكمل الموجة قمة واحدة. جزء من الدوائر سيواصل الانتشار لكنه سيغير إيقاعه، وجزء آخر سينعطف فجأة ويعود أدراجه نحو نقطة الرمي، وكأن الزمن قد انعكس له. هذا بالضبط ما فعله الفيزيائيون بالضوء.
في الحياة العادية، ينعكس الضوء عن الحد الفاصل بين وسطين — مثل الزجاج أو الماء. لكن يمكن ترتيب انعكاس عبر الزمن: بتغيير خصائص الوسط نفسه الذي ينتقل فيه الضوء بشكل مفاجئ، خلال أجزاء من دورة الموجة. عندها تنقسم الموجة. جزء منها — «منكسر عبر الزمن» — يواصل طيرانه لكن تردده يزاح (يتغير لونه). والجزء الثاني — «منعكس عبر الزمن» — يتحرك للخلف في المكان بطور معكوس وتردد متغير أيضًا. سابقًا، شوهد هذا فقط مع موجات الراديو، لأن الضوء يتطلب قفزة في معامل الانكسار تقارب الوحدة خلال زمن أقصر من تذبذب واحد — أي بضع فيمتوثوان (أجزاء من المليون من المليار من الثانية). المواد البصرية العادية إما تغير خصائصها بشكل ضعيف جدًا أو ببطء شديد.
مؤلفو العمل وجدوا طريقة لإنشاء مثل هذه القفزة فائقة السرعة والقوية. قاموا بتسليط نبضة ليزر قوية على مادة شفافة، مما غيّر معامل انكسارها بشكل شبه فوري. في تلك اللحظة، تعرضت موجة الضوء الأصلية لـ«صدمة زمنية» وأنجبت موجة عكسية — تلك المنعكسة عبر الزمن. سمحت المنظومة ليس فقط برؤية هذا التأثير، بل أيضًا بقياس إزاحة التردد والطور، مؤكدةً النظرية.
هذه الحيلة ليست مجرد تجربة جميلة. إنها تقدم أداة جديدة للتحكم في الضوء: يمكن تضخيم الموجات، أو تغيير لونها أو اتجاهها دون الحاجة إلى مرايا وعدسات مألوفة، فقط باللعب مع الزمن. وهذه خطوة نحو إلكترونيات بصرية أسرع، وليزرات جديدة، وربما نحو مراقبة حالات غريبة للضوء في أوساط متغيرة، حيث تتوقف قوانين البصريات المألوفة عن العمل.
للحصول على قفزة في معامل الانكسار تكفي لانعكاس الضوء عبر الزمن، استخدم العلماء نبضة ليزر بقوة تيراواط — وهذا يعادل الطاقة اللحظية لجميع محطات توليد الكهرباء على الأرض، لكنها مضغوطة في فترة زمنية أقصر بمليار مرة من ومضة كاميرا.