O szybkości propagacji sygnałów elektrycznych to już dobrze wiemy od czasów Olivera Heaviside'a, genialnego samouka -- od lat prawie 130, bo Heaviside rozpracował to zagadnienie już połowie lat 1880-tych.
Oczywiście o szybkości propagacji impulsów musi szczegółowo wiedzieć każdy szpenio od ultraszybkiej elektroniki, a burzliwy rozwój takowej zaczął się już od momentu wynalezienia radiolokacji, czyli już na parę lat przed początkiem II WŚ. A dziś projektant czipów komputerowych pracujących na częstotliwościach Giga-hertzowych musi umieć obliczyć "czas przelotu" impulsu przez dowolnyu element czipa z dokładnością do ułamka pikosekundy, bo inaczej poszczególne bity stanowiące składniki "słowa" w układzie cyfrowym mogłyby ponadlatywac do miejsca przeznaczenia w róznym czasie, no i wtedy byłby cyrk!
Ale sztuką jest nie znajomość szybkości propagacji impulsu -- bo to już jest, jak powiadam, wiedza "standardowa" -- ale zmuszenie sygnału do tego, by przemieszczał się wolniej, albo szybciej, niż w drucie.
Spowalnianie impulsów ma niezwykle szerokie zastosowania praktyczne. Nie jest to rzecz bardzo łatwa, szczególnie, gdy trzeba impulsy spowolnić z szybkości setek tysięcy metrów na sekundę do szybkosci pojedynczych tysięcy metrów na sekundę. No, ale dokonuje się takich sztuczek, owszem, dokonuje się -- i to dawno już zaczęto, najpierw analogowo się robiło, a teraz, oczywiście, cyfrowo się tę propagację spowalnia. Analogowe "spowalniacze", a propos, mogą miec bardzo prosta pudowę -- w Wiki, na przykłąd, jest zdjęcie takiego spowalniacza o długości ok. 8 cm. Normalnie, przez taki dystans impuls zaiwania przez nieco ponad ćwierć nanosekundy, a w tym spowalniaczu przebycie tych samych 8 cm zajmuje bez mała 500 ns, czyli propagacja impulsu jest spowolniona prawie dwa tysiące razy!
A jeszcze ciekawszą rzeczą jest przyśpieszanie propagacji. To stwarza niezwykle ciekawe perspektywy: możemy zbudowac taką "czarną skrzynkę", że impuls już z niej wyleci, zanim jeszcze zacznie wlatywać! No, to jest żart, oczywiście, ale nie w całości, tylko, powiedzmy, taki trochę półżart. Ponieważ się buduje takie "blackboxy", że maksimum impulsu już pojawiło się na wyjściu, choć jeszcze maksimum impulsu do układu wejść nie zdążyło, co bardzo bobrze widać na oscylogramach.
Takie "przyśpieszacze propagacji" zaczęto budować wkrótce po tym, kiedy ok. 15 lat temu nagle wybuchła sensacja z odkryciem materiałów, w których światło przemieszczało się szybciej, niż c. Podniecenie było ogromne, głównie w mediach, ale nie trwało długo, bo szybko się wyjaśniło, że w tych materiałach światło ma po prostu ujemną prędkość grupową na skutek anomalnej dyspersji -- no i wszystko dało się znakomicie wyjaśnic na gruncie istniejących teorii i to istniejących już od czasów pana Fresnela, Foucaulta i ich naukowych pobratymców. A jak mechanizm tego dziwnego zachowania światła zrozumiano, to szybciutko kilku uzdolnionych młodych ludzi zbudowało filtry elektroniczne robiące to samo z prędkością grupową impulsów elektrycznych. W całej sprawie nie ma więc żadnej czarnej magii, nic nowego, tylko stara teoria pakietów falowych w jeszcze jednej, uprzednio nieznanej roli. Nie wiem tylko, czy takie "przyśpieszcze propagacji" znalazły jakies zastosowania praktyczne? Niewykluczone, ale ja nie śledzę tego tematu zbyt uważnie, musze przyznać.
To tyle o "bardzo powolnej" i "bardzo szybkiej" propagacji impulsów.
Na koniec ja chciałbym jeszcze dodać parę słów o Oliverze Heaviside -- był on niezwykłą postacią. Nie miał żadnego formalnego wykształcenia w fizyce ani matematyce, a zrobił w obu tych dziedzinach niezwykle ważne rzeczy i pozostawił w tych naulkach cały szereg róznych "piętn" (czy to jest prawidłowy biernik liczby mnogiej od "piętno"?). W fizyce chociażby, to od niego pochodzi obecny zapis Równań Maxwella. Sam Maxwell używał najpiewrw jakiejś straszliwie pokrętnej metody, póżniej ją "uprościł" przy pomocy kwaternionów i zredukował liczbę równań do "zaledwie" dwudziestu :o)) -- a dopierow Heaviside właśnie pokazał, że w formaliźmie wektorowym to się daje uprościć do równań czterech! Przy okazji, wynalazł rachunek operatorowy, niezwykle przydatny nie tylko w fizyce, ale w matematyce we ogóle. Ponadto to on wykombinował impedancję i to on wynalazł niezwykle prosty sposób analizy obwodów z prądem przemiennym na gruncie impedancji i liczb zespolonych -- która to metoda pozostaje do dziś zmorą tych co bardziej słabych studentów, ale tym bardziej bystrym pozwala na rozwiązywanie skomplikowanych obwodów z pojemnościami i indukcyjnosciami niemal w mgnieniu oka.
Heaviside mógłby zostac patronem fizyków-amatorów, bo jego postac jest dowodem na to, że ktoś bez formalnego wykształcenia może w fizyce dokonać rzeczy wiekopomnych. Tyle, że.... że wielu fizyków-amatorów wyznaje, niestety, trochę inną "filozofię", niż Heaviside.
Wielu fizyków-amatorów (a z tych w S24, to niemal wszyscy) obiera taką metodę: wykazać, że obraz rzeczywistości lansowany przez "naukowy establiszment" jest fałszywy -- a ten prawdziwy obraz to właśnie oni posiedli. Nie mogą jednak tego fałszywego obrazu obalić i szerokim masom oczu otworzyć na ten obraz prawdziwy, bo ów "establiszment" z zazdrości i w obawie o swoje stołki wszelkie takie wysiłki torpeduje właśnie.
Heaviside tymczasem obrał całkiem inną metodę -- też darł koty z "establiszmentem" , tym jemu współczesnym -- ale niczego nie próbował obalać, tylko rywali pokonać, robiać od nich rzeczy lepiej i skuteczniej. Jakby porównywać, na przykłąd,m z wyścigami jeżdzieckimi, to wyglądało by to tak -- "establiszment" to zwarta grupa jeźdźców galopująca razem, a Heaviside to samotny jeździeć, który się wysunął o wiele długości przed nimi! Tak, on był "amatorem", który potrafił wygrywac z "establiszmentem" w wielkim, naprawde wielkim stylu! Na dodatek, niczego nie "obalając"!
