超材料
超材料为具有超常电磁性质的人工结构,因拥有自然界材料没有的介电常数、磁导率和折射率等电磁性质而引起人们的关注。
双曲超材料
在目前提出和证明的各种类型的光学超材料中，有一类高度各向异性的超材料呈现双曲型色散，导致光的传播行为发生了巨大的变化。与其他光学超材料相比，这种双曲型超材料具有相对容易加工、宽带非共振、三维体响应以及灵活的波长可调谐等优点。
为精确控制和操纵电磁波而设计的超材料纳米工程结构使隐身斗篷和超分辨率显微镜等创新成为可能。利用变换光学，这些新型器件操纵光在“光学时空”中进行传播，这可能与现实中物理时空不同。
马里兰大学的伊戈尔·斯莫利亚尼诺夫说，“超材料的一个更不寻常的应用是一个理论上的构思，即构造一个在小尺度上表现出两个时间维度物理行为的物理系统。”最近，斯莫利亚尼诺夫和一个研究小组在基于铁流体的双曲线超材料中演示了两个时间维度物理行为的实验。观察到两个时间维度的物理行为有可能用于超快全光超计算。
2T物理模型---具有两个空间和两个时间维度
传统时空中常见的三个空间维度和一个时间维度在2T物理中找到了另一种范式，即具有两个空间和两个时间维度。20世纪60年代，物理学家保罗·狄拉克（Paul Dirac）和安德烈·萨哈罗夫（Andrei Sakharov）率先进行理论研究和建模，最近斯莫利亚尼诺夫（Smolyaninov）与普渡大学的叶夫根尼·纳里马诺夫（Evgenii Narimanov）一起探索了2T时空。他们的理论模型预测光波在双曲超材料中可能表现出2T的行为。
用于精密光控制的非线性双曲超材料
双曲型超材料具有极强的各向异性，在一个方向上表现为金属，在正交方向上表现为电介质。双曲线超材料最初是为了改善光学成像而引入的，它展示了许多新现象，例如非常低的反射率、极端的热导率、高温超导电性以及有趣的引力理论类比。
斯莫利亚尼诺夫进一步解释说，非线性光学效应“弯曲”这个平坦的闵可夫斯基时空，导致“非常光子之间的有效引力”，在这样一个系统中对有效引力的实验观测应该能够观测到沿空间方向出现的引力时间箭头。与传统的物理时间一起，这两个类时间变量指导了双曲超材料中光场的演化。
这一领域的实验进展一直相对缓慢，是由于三维纳米制造技术的困难，需要生产大体积的三维非线性双曲超材料。研究团队开发了一种替代方法，利用磁性金属纳米粒子在外加磁场作用下的磁流体中自组装来制造大体积三维非线性双曲超材料。斯莫利亚尼诺夫解释说：“由于二氧化碳激光器强光场中的非线性光学克尔效应，在磁流体内部传播的光确实表现出明显的类重力效应，导致了引力时间箭头的出现。”
正如先前的理论工作所预测的那样，实验观察到的自聚焦灯丝的动力学确实可以用2T物理模型来描述。
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