Od lat autorzy fantastyki naukowej i fantasy marzyli o magicznych przedmiotach - takich jak peleryna-niewidka Harry'ego Pottera lub pierścień Bilbo Bagginsa - które czynią ludzi i rzeczy niewidzialnymi. W ubiegłym tygodniu zespół naukowców z University of Texas w Austin ogłosił, że poszli o krok dalej w kierunku tego celu. Używając metody znanej jako „plazmoniczne maskowanie”, zasłonili trójwymiarowy obiekt w wolnej przestrzeni.
powiązana zawartość
- Geometryczne kształty inspirują nowe, elastyczne materiały
Obiekt, cylindryczna rura o długości około 7 cali, był „niewidoczny” dla mikrofal, a nie dla światła widzialnego - więc nie można wejść do aparatu eksperymentalnego i nie zobaczyć obiektu. Ale osiągnięcie jest jednak dość oszałamiające. Zrozumienie zasad maskowania obiektu mikrofalami może teoretycznie wkrótce doprowadzić do rzeczywistej niewidzialności. Badanie, opublikowane pod koniec stycznia w New Journal of Physics, wykracza poza wcześniejsze eksperymenty, w których dwuwymiarowe obiekty były ukryte przed różnymi długościami fal światła.
Jak to zrobili naukowcy? W normalnych warunkach widzimy obiekty, gdy światło widzialne odbija się od nich i w naszych oczach. Ale unikalne „plazmoniczne metamateriały”, z których wykonano płaszcz, robią coś innego: rozpraszają światło w różnych kierunkach. „Kiedy rozproszone pola z peleryny i przedmiotu zakłócają się, wzajemnie się znoszą, a ogólnym efektem jest przezroczystość i niewidoczność pod każdym kątem obserwacji” - powiedziała profesor Andrea Alu, współautorka badań.
Aby przetestować materiał maskujący, zespół badawczy zakrył nim cylindryczną rurkę i poddał zestaw wybuchowi promieniowania mikrofalowego. Ze względu na efekt rozpraszania materiału plazmonicznego uzyskane mapowanie mikrofal nie ujawniło obiektu. Inne eksperymenty ujawniły, że kształt obiektu nie wpłynął na skuteczność materiału, a zespół uważa, że teoretycznie możliwe jest maskowanie wielu obiektów jednocześnie.
Następnym krokiem jest oczywiście stworzenie materiału maskującego, który może zasłaniać nie tylko mikrofale, ale także widzialne fale świetlne - pelerynę-niewidkę, którą moglibyśmy nosić na co dzień. Alu mówi jednak, że używanie materiałów plazmonicznych do ukrywania większych obiektów (np. Ludzkiego ciała) jest jeszcze daleko:
Zasadniczo tę technikę można wykorzystać do maskowania światła; w rzeczywistości niektóre materiały plazmoniczne są naturalnie dostępne przy częstotliwościach optycznych. Jednak rozmiar obiektów, które można skutecznie maskować za pomocą tej metody, skaluje się wraz z długością fali działania, więc po zastosowaniu do częstotliwości optycznych możemy być w stanie skutecznie zatrzymać rozpraszanie obiektów wielkości mikrometra.
Innymi słowy, jeśli próbujemy ukryć coś przed ludzkimi oczami za pomocą tej metody, musiałoby to być małe - mikrometr to jedna tysięczna milimetra. Mimo to nawet to może być przydatne:
Maskowanie małych obiektów może być ekscytujące dla różnych zastosowań. Na przykład, obecnie badamy zastosowanie tych koncepcji do maskowania końcówki mikroskopu przy częstotliwościach optycznych. Może to znacznie pomóc w biomedycznych i optycznych pomiarach bliskiego pola.
W 2008 r. Zespół Berkeley opracował ultra cienki materiał, który może kiedyś sprawić, że obiekty będą niewidoczne, a na początku tego roku grupa naukowców z Cornell finansowana przez DARPA była w stanie ukryć rzeczywiste wydarzenie o długości 40 pikosekund (to jest 40 trylionów sekunda) poprzez dostosowanie szybkości przepływu światła.
Płaszcze niewidzialności mogą być jeszcze za wiele lat, ale wygląda na to, że weszliśmy w erę niewidzialności.
