¿Podría existir un espejo 100% reflectante físicamente?

Teóricamente pero no prácticamente.

Tres ejemplos de espejos perfectos teóricos son un metal perfecto (los electrones nunca se dispersan) por debajo de su frecuencia de plasma, un espejo dieléctrico y una reflexión interna total. En implementaciones prácticas, estas se desvían de la perfección en diversos grados.

Un metal perfecto
Dentro del modelo Drude para la conductividad de CA, si el tiempo de dispersión de los electrones llega al infinito (es decir, no se dispersan), el metal reflejará el 100% de la luz si la luz tiene una frecuencia lo suficientemente baja. La introducción de un tiempo de dispersión razonable degrada un poco la reflectividad, y la absorción entre bandas en metales reales puede empeorarla aún más. Muchos metales no son tan malos como el siguiente ejemplo, con un 99% de reflectancia alcanzable para ciertos rangos de longitud de onda.

Reflexividad para un metal no amortiguado (línea punteada), un metal con algo de amortiguación (línea discontinua) y aluminio. fuente de la imagen: http: //www.mark-fox.staff.shef.a…

Espejo dieléctrico
Un espejo dieléctrico emplea una pila de dieléctricos con diferentes índices de refracción. Los espesores de cada capa se eligen de manera que haya interferencia constructiva para ciertas longitudes de onda. Debido a que la luz se transmite o se refleja en cada interfaz, no se obtienen las mismas pérdidas que en un metal. Se pueden lograr reflectividades mejores que 99.999% para un rango de longitud de onda y un ángulo de incidencia limitados. Se producen desviaciones de la reflexión perfecta porque los materiales tienen defectos que absorben la luz y también una parte de la luz atravesará toda la pila sin reflejarse.

fuente de imagen: espejo dieléctrico

Reflexión interna total
Cuando la luz alcanza el límite entre dos materiales de diferentes índices de refracción (n) con un ángulo lo suficientemente bajo, se reflejará perfectamente en la interfaz dentro del material con el n más alto. Este es el principio operativo detrás de las fibras ópticas. En la práctica, la reflectividad perfecta se ve interrumpida por la aspereza en la interfaz, y para el caso de las fibras ópticas, la luz se degradará a cierta distancia (larga) debido a la absorción.

fuente de imagen: reflexión interna total

Como una adición a la respuesta de Inna Vishik, me gustaría agregar dos casos más donde el concepto de un espejo teórico perfecto es aplicable.

1.Plasma: una definición flexible de plasma sería una colección neutra general de especies cargadas (es decir, electrones e iones positivos) que exhiben un ‘ comportamiento colectivo ‘, lo que significa que el sistema está gobernado principalmente por interacciones de largo alcance (en este caso, eléctricas y magnéticas campos generados por las propias cargas) en lugar de colisiones entre partículas. Un ejemplo de ello es la oscilación colectiva de nubes de electrones alrededor de sus respectivos centros de carga (iones pesados ​​que se suponen fijos) a una frecuencia conocida como la frecuencia del plasma que depende de la densidad electrónica del plasma. Este sistema actúa como un espejo para cualquier onda electromagnética que tenga una frecuencia [matemática] <[/ matemática] la frecuencia del plasma. Si el plasma no es homogéneo, lo que significa que tiene un gradiente de densidad en el espacio, las ondas EM se reflejan en la llamada ' capa crítica ‘ del plasma donde la frecuencia de la onda EM coincide con la frecuencia de plasma local.
La figura anterior es una representación del escenario del que estoy hablando, donde la sonda se refiere a la onda EM (en este caso, un láser de pulso Ti: sapph [matemático] 800 [/ matemático] nm). La reflexión es, nuevamente, no [matemática] 100% [/ matemática] debido al hecho de que ciertos otros procesos colectivos entran en juego en la capa crítica que conducen a la absorción de la onda EM en este límite.

2. Reflexión externa total para rayos X suaves y radiación XUV: Este es un fenómeno curioso que ocurre para rayos X suaves y rayos XUV (ultravioleta extremo) donde, al igual que la reflexión interna total, uno tiene una teoría [matemática] 100 % [/ matemática] reflexión de rayos X y rayos XUV de una superficie de un espejo metálico / espejo dieléctrico cuando incide en un ángulo de pastoreo, es decir, un ángulo de incidencia [matemática] ~ 0.5 \ circ [/ matemática] – [matemática] 1 \ circ [/ matemáticas]. Este aspecto bastante sorprendente de los rayos X y la radiación XUV se debe al hecho de que el índice de refracción para ellos resulta ser ligeramente menor que [matemática] 1 [/ matemática] en comparación con la luz visible para la cual el índice de refracción del más raro el medio siempre es [matemática]> 1 [/ matemática]. Como resultado, los rayos X refractados se doblan de lo normal a la interfaz y el ángulo de refracción puede ser igual a [matemática] 90 \ circ [/ matemática] para un ángulo de mira (conocido como el ‘ ángulo crítico ‘ en analogía con ese de TIR) de incidencia.
Fuente: Imagen de Google

Se muestra arriba la gráfica de curvas de reflectividad para rayos X de energía [matemática] 11.2 [/ matemática] KeV de 3 tres materiales diferentes para diferentes ángulos de incidencia. La reflectividad, como puede ver, va a la unidad para ángulos de mirada [matemática] <0.1 \ circ [/ matemática]. El ángulo crítico, por supuesto, depende del material. El fenómeno de TER resulta ser el principio rector en XUV y la astronomía de rayos X blandos. En estos días, sin embargo, no es necesario depender de la óptica de incidencia de observación, ya que los recubrimientos de interferencia multicapa han allanado el camino para una alta reflectividad incluso con una incidencia normal para estas longitudes de onda. Sin embargo, los efectos de absorción siempre están ahí por las mismas razones que las de un espejo dieléctrico.

Si.
Los materiales de cristal fotónico pueden dar como resultado guías de onda sin pérdidas, filtros de paso de banda, etc.

Cristal fotónico

Aplicaciones / Cristal Fotónico

Si realmente quieres saber:
Cálculo cuántico fotónico hiperparalelo con puntos cuánticos acoplados

Es una situación hipotética y si existe un espejo que sea 100% reflectante, la imagen formada tendrá un elemento de imagen de alta densidad y la imagen será tan similar al objeto real. Esto significa que si miramos el objeto y la imagen desde cierta distancia, sería difícil juzgar cuál es real y cuál es la imagen.

No, no es posible. La respuesta es muy fácil porque no hay nada en todo el mundo que sea 100% perfecto. Si crees que hay, piensa de nuevo. Me encantaría que me mostraras una cosa, cualquier cosa que sea 100% perfecta. Simplemente no existe.

Adelante, demuéstrame que estoy equivocado.

Quizás, pero digamos que 99.99999999999999999991% Reflectant Mirror es más plausible que 100%.

No.
se absorberá cierta cantidad de luz.