¿No podemos usar la transformación de Fourier para construir un sable de luz?

La pregunta fue:

¿No podemos usar la transformación de Fourier para construir un sable de luz?

Así que supongo que quieres producir radiación electromagnética que se extienda una cierta distancia desde la empuñadura y luego se detenga de repente. Un problema es que, como dice el usuario de Quora , la señal se repetirá. En realidad, puede hacer la duración de la repetición todo el tiempo que desee (en el ámbito puramente matemático) utilizando frecuencias cada vez más bajas. Entonces uno podría hacer la distancia de repetición a una milla de distancia, lo que afectaría la ilusión de un metro de luz.

Otro problema es que desea que este sea el color rojo. Entonces, la señal que desea emular es realmente una sinusoide con la frecuencia espacial de la luz roja, que luego se trunca repentinamente a cero. Pero esto es solo una señal y podemos dividirnos en sus componentes de frecuencia, por lo que el problema está resuelto.

Otro problema es que no es suficiente producir las frecuencias involucradas, la fase de las señales tendrá que coincidir con precisión. Llegaré a la posibilidad de esto con más detalle a continuación.

Así que vayamos a las tachuelas de latón y comencemos a construir esto. Especificaciones: (1) la señal se repite cada kilómetro, (2) a lo largo de esa distancia, consiste en un metro de una sinusoide con una longitud de onda espacial de aproximadamente 630 nm y luego cae rápidamente a cero en una distancia de aproximadamente 1 mm y luego permanece en cero resto del kilómetro. ¿Qué componentes de frecuencia necesitamos? La frecuencia más baja tendrá una longitud de onda de un kilómetro, ya que la velocidad de la luz es de aproximadamente 300,000 Km / seg, esta será una frecuencia de 300 KHz. Eso es fácil, podemos hacer eso. ¿Cuál es la frecuencia más alta que necesitaremos? La frecuencia de la luz correcta tiene el mejor detalle físico: 630 nm.

Entonces, para construir todos los elementos de frecuencia necesarios, necesitamos todas las multiplicaciones de 300 KHz hasta 4.7586e + 11 KHz. Hmmm Eso es 1,586,200 múltiplos. Todos sincronizados correctamente en fase. Eso puede ser un pequeño problema. Es posible que pueda producir tales señales de fase bloqueada en un rango de aproximadamente 1 Terahercios utilizando componentes electrónicos, y en el rango de infrarrojo cercano utilizando láseres, pero hay una brecha entre estos dos (alrededor de 10 a 100 terahercios) donde no hay Son muy buenas formas de producir energía electromagnética pura de fase bloqueada de energía apreciable *. Entonces ese es un problema real.

El mayor problema es ajustar las 1.586.200 fuentes de frecuencia en la empuñadura de su sable de luz. Y para combinar todas las señales en un solo haz coherente. Y puede haber otros problemas menores también. (Como si el rayo golpea algo, las señales se dispersarán y tendrán efectos impredecibles. Podría estar bien, no estoy seguro).

* Hay algún tipo de radiación de ciclotrón (maldición, no recuerdo el nombre en este momento) que produciría suficiente energía. Pero no estoy seguro si puede bloquearlo por fases. Los láseres de electrones libres podrían funcionar. Tienes un acelerador de partículas en tu patio trasero, ¿verdad?

Según entiendo su propuesta, propone combinar ondas electromagnéticas (también conocidas como) energía radiante o luz para producir actividad energética durante una distancia limitada más allá de la cual las ondas se cancelarían entre sí.
Me imagino haciendo exactamente eso con ondas de sonido. De hecho, usando transformadas de Fourier para calcular los componentes necesarios, sería posible sintetizar un campo de onda de la longitud deseada con el resultado de ser una onda estacionaria para una longitud deseada más allá de la cual se cancela toda la energía de la onda.
Usando esto como modelo, tratando de imaginar el mismo resultado para la energía radiante o las ondas electromagnéticas; El problema práctico es encontrar transductores que cubran el rango requerido de frecuencias. Ciertamente, un láser rojo con su longitud de onda limitada no lo cortaría. Incluso retroceder a las microondas sería problemático, encontrar un diodo Gunn o similar que pudiera generar múltiples frecuencias con relaciones de fase coherentes sería difícil, si no imposible.
Una última cuestión, no está claro si alguna fuente de luz: láser o algo más exótico, podría crear la luz de longitud de onda múltiple necesaria para un sable de luz y aún preservar la coherencia necesaria. La física de la dualidad onda / partícula me supera.
El radar de apertura sintética inversa (ISAR) combinado con imágenes de compresión: una nueva cámara de un solo píxel suena como si pudieran ser lugares para comenzar a comprender las matemáticas detrás de su propuesta. ISAR se basa en la Transformada de Fourier. En cierto sentido, son lo contrario de lo que usted propone.

La rotación dará como resultado la generación de frecuencias Doppler dependientes de rango cruzado que pueden clasificarse espacialmente por una transformada de Fourier. Esta operación es equivalente a (pero a la inversa de) la generación de una antena de matriz en fase de gran apertura sintética formada por la suma coherente de las salidas del receptor para diferentes geometrías de objetivo / antena. Para ángulos pequeños, una imagen ISAR es la transformada de Fourier bidimensional de la señal recibida en función de la frecuencia y el ángulo de aspecto del objetivo.

Idea interesante. Tal vez, aunque algo que combina una onda acústica estacionaria con un poco de vapor de agua y una luz podría tener un efecto como el que está pensando, tal vez el vapor pasa a través de un sistema de aire de flujo laminar como esos holográficos de Disney … Use la onda acústica para fijar el vapor en su lugar …