"תוצאה מאוד חריגה" – מדענים סינים חושפים תופעות מוזרות של מטא-שטח

מחקר שנערך לאחרונה על ידי ד"ר Ruiwen Shao ופרופ' Junwei Wu מהמכון לחלל אלקטרומגנטי באוניברסיטת דרום מזרח בנאנג'ינג, סין, חוקר את הדינמיקה המורכבת של גלים מפוזרים במטא-משטחים דיגיטליים. תוך שימוש בטכניקה של פירוק ערך יחיד (SVD), גילה ד"ר שאו סתירה מרתקת: הספירה של ערכי יחיד שאינם אפס אינה תואמת במדויק את מספר המטא-אטומים בתוך משטח המטא. במקום זאת, זה בערך שווה, שופך אור על ההתנהגות המורכבת של מבנים אלקטרומגנטיים אלה. "זו תוצאה מאוד יוצאת דופן, המנוגדת לשיטת המידול הקודמת של מטא-שטח", אומר שאו.

Ruiwen Shao ו-Junwei Wu, יחד עם מנהל המעבדה Tiejun Cui, ביקשו לקבוע מה גורם לערך הסינגולרי המיותר. הצוות מתייחס למטא-שטח הקידוד הדיגיטלי כרשת מיקרוגל המורכבת משתי רשתות, כולל מבנים פסיביים והתקנים ניתנים לשינוי. ההרכב מפריד בהצלחה את ההשפעה של מצבי הקידוד על הגלים המפוזרים. "הביטוי המתקבל על ידי נוסחת מפל רשת המיקרוגל עדיין מכיל מונח היפוך מטריצה, כך שאנו תוהים באופן טבעי האם להרחבת סדרת ההספק תהיה השפעה על הפשטות." וו אומר.

הצוות מצא כי לאחר סדרה של גזירות וקירובים, הגלים המפוזרים של משטח הקידוד הדיגיטלי יכולים לבוא לידי ביטוי כפולינום מסדר שני של מצבי הקידוד, כולל איבר קבוע, מונחים מסדר ראשון ומונחים מסדר שני של סמוכים. קודים. "הכנסת האיברים מסדר אפס ומונחים מסדר שני מכפילה את דרגת המשוואה, שתואמת את מספר הערכים היחידים שאינם אפס. ניתן לראות במונחים אלה שנגרמו על ידי צימוד הדדי של מטא-אטומים סמוכים." אומר שאו.

האיבר הקבוע ותבנית המסדר הראשון של היסוד המרכזי שולטים בזרם המטא-אטום. דפוסי הסדר הראשון של האלמנטים הסמוכים העליון והתחתון תופסים את המקום השני, והנותרים קטנים יחסית. קרדיט: Science China Press

יישומים מעשיים ומסקנה

החוקרים חילצו את הדפוסים הנוכחיים הללו באמצעות הדמיות של גל מלא. בהתבסס על הדפוסים, הם חוזים במדויק את גלי ה-EM המפוזרים של המטא-שטח בכל מצב קידוד. "ביטוי חצי אנליטי בעל דיוק גבוה מספק כלי רב עוצמה עבורנו לחקור את המאפיינים הסטטיסטיים של משטחי מטא באופן תיאורטי. בעזרת המודל המקרוסקופי, הצימוד ההדדי של אלמנטים הופך ל-covariance הנוכחי. לכן, לבסוף מצאנו שהתפלגות ההסתברות של הזרם על משטח המטא היא קבוצה של התפלגויות נורמליות תלויות. אנו משווים את האנטרופיה הדיפרנציאלית של זרמים מבוזרים תלויים לזו של בלתי תלויים וזהים, וההבדל ביניהם מצביע על אובדן המידע של המרת אותות דיגיטליים לגלים אלקטרומגנטיים". וו אומר.

כיצד להעריך את יכולתו של המטא-שטח להעביר מידע היא בעיה דחופה שיש לפתור ביישום מערכות תקשורת מטא-שטח. במחקר זה, החוקרים סיפקו שיטה חדשה לאובדן מידע כמותי הנגרם כתוצאה מצימוד הדדי. בהתאם להכרה הנפוצה, אובדן המידע גדל ככל שתקופת האלמנטים פוחתת.