Νέο μανδύα αορατότητας ανακάλυψαν αμερικανοί επιστήμονες
Έναν
νέο πιο εξελιγμένο μανδύα αορατότητας στο πεδίο των μικροκυμάτων
παρουσίασαν Αμερικανοί ερευνητές, κάνοντας ένα ακόμα βήμα προόδου σε ένα
επιστημονικό και τεχνολογικό πεδίο αιχμής, που κατά τα τελευταία χρόνια
γνωρίζει σημαντικές εξελίξεις. Οι σύγχρονοι «μάγοι» εξαφανίζουν πλέον
με όλο και μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα διάφορα αντικείμενα και σε
διαφορετικά τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, στο ορατό φως και
πέρα από αυτό.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Αντρέα Αλού του πανεπιστημίου του Τέξας, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό φυσικής New Journal of Physics, χρησιμοποίησαν ένα πολύ λεπτό στρώμα υλικού, που ονομάζουν «μεταλλική μετα-οθόνη», για να δημιουργήσουν ένα μανδύα πάχους μερικών μικρομέτρων (εκατομμυριοστών του μέτρου). Ο μανδύας μπορεί να κρύψει πλήρως στο φυσικό περιβάλλον τρισδιάστατα αντικείμενα από τα μικροκύματα, σε όλες τις κατευθύνσεις και από όλες τις δυνατές οπτικές γωνίες των παρατηρητών.
Συνήθως οι έως τώρα μανδύες αορατότητας έχουν το μειονέκτημα να είναι σχετικά ογκώδεις, όμως το νέο δημιούργημα είναι υπερβολικά λεπτό. Η «μετα-οθόνη» δημιουργείται από την προσάρτηση λωρίδων φύλλου χαλκού πάχους μόλις 66 μικρομέτρων, πάνω σε ένα εύκαμπτο πολυανθρακικό φιλμ πάχους 100 μικρομέτρων.
Με αυτό το υλικό ως μανδύα, οι ερευνητές επικάλυψαν και «εξαφάνισαν» μια κυλινδρική ράβδο μήκους 18 εκατοστών από τα μικροκύματα. Ο μανδύας είχε την μεγαλύτερη αποτελεσματικότητά του, όταν τα προσπίπτοντα μικροκύματα είχαν συχνότητα 3,6 Ghz. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι ο μανδύας τους είναι εύχρηστος και μπορεί να κρύψει ποικίλα αντικείμενα με σχήματα παράξενα και ασυμμετρικά.
Τα αντικείμενα ανιχνεύονται είτε από τα μάτια μας στο ορατό/οπτικό μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, είτε από άλλες συσκευές σε μη οπτικά/ορατά μήκη κύματος, όταν τα κύματα (φωτός, ακτίνων-Χ, μικροκύματα, υπέρυθρα, ήχοι κ.α.) ανακλώνται από την επιφάνεια των αντικειμένων. Η βασική τεχνική των έως τώρα μανδυών αορατότητας είναι η χρήση ειδικών «μετα-υλικών» που εκτρέπουν, καμπυλώνουν ή απορροφούν το φως ή άλλο κύμα γύρω από το αντικείμενο, ώστε πλέον αυτό να μην ανακλάται από την επιφάνεια. Με αυτόν τον τρόπο, το αντικείμενο είναι σαν μην υπάρχει για έναν παρατηρητή ή για μια συσκευή ανίχνευσης.
Πέρυσι η ίδια ερευνητική ομάδα ήταν η πρώτη που με επιτυχία είχε εξαφανίσει ένα τρισδιάστατο αντικείμενο χρησιμοποιώντας ένα νέου τύπου -αλλά πιο ογκώδη- «πλασμονικό μανδύα».
Το επόμενο βήμα, όπως ανακοίνωσε ο Αλού, θα είναι, μετά από τις κατάλληλες μετατροπές, να χρησιμοποιηθεί η νέα μεταλλική «μετα-οθόνη» για να εξαφανίσει αντικείμενα όχι πλέον από τα μικροκύματα, αλλά από το ορατό φως, δηλαδή από τα ανθρώπινα μάτια. Εξέφρασε μάλιστα την ελπίδα ότι οι «μετα-οθόνες» θα αποδειχτούν πιο εύκολες και ικανές να κρύβουν τρισδιάστατα αντικείμενα από το ορατό φως σε σχέση με άλλους πιο μεγάλους μανδύες.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Αντρέα Αλού του πανεπιστημίου του Τέξας, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό φυσικής New Journal of Physics, χρησιμοποίησαν ένα πολύ λεπτό στρώμα υλικού, που ονομάζουν «μεταλλική μετα-οθόνη», για να δημιουργήσουν ένα μανδύα πάχους μερικών μικρομέτρων (εκατομμυριοστών του μέτρου). Ο μανδύας μπορεί να κρύψει πλήρως στο φυσικό περιβάλλον τρισδιάστατα αντικείμενα από τα μικροκύματα, σε όλες τις κατευθύνσεις και από όλες τις δυνατές οπτικές γωνίες των παρατηρητών.
Συνήθως οι έως τώρα μανδύες αορατότητας έχουν το μειονέκτημα να είναι σχετικά ογκώδεις, όμως το νέο δημιούργημα είναι υπερβολικά λεπτό. Η «μετα-οθόνη» δημιουργείται από την προσάρτηση λωρίδων φύλλου χαλκού πάχους μόλις 66 μικρομέτρων, πάνω σε ένα εύκαμπτο πολυανθρακικό φιλμ πάχους 100 μικρομέτρων.
Με αυτό το υλικό ως μανδύα, οι ερευνητές επικάλυψαν και «εξαφάνισαν» μια κυλινδρική ράβδο μήκους 18 εκατοστών από τα μικροκύματα. Ο μανδύας είχε την μεγαλύτερη αποτελεσματικότητά του, όταν τα προσπίπτοντα μικροκύματα είχαν συχνότητα 3,6 Ghz. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι ο μανδύας τους είναι εύχρηστος και μπορεί να κρύψει ποικίλα αντικείμενα με σχήματα παράξενα και ασυμμετρικά.
Τα αντικείμενα ανιχνεύονται είτε από τα μάτια μας στο ορατό/οπτικό μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, είτε από άλλες συσκευές σε μη οπτικά/ορατά μήκη κύματος, όταν τα κύματα (φωτός, ακτίνων-Χ, μικροκύματα, υπέρυθρα, ήχοι κ.α.) ανακλώνται από την επιφάνεια των αντικειμένων. Η βασική τεχνική των έως τώρα μανδυών αορατότητας είναι η χρήση ειδικών «μετα-υλικών» που εκτρέπουν, καμπυλώνουν ή απορροφούν το φως ή άλλο κύμα γύρω από το αντικείμενο, ώστε πλέον αυτό να μην ανακλάται από την επιφάνεια. Με αυτόν τον τρόπο, το αντικείμενο είναι σαν μην υπάρχει για έναν παρατηρητή ή για μια συσκευή ανίχνευσης.
Πέρυσι η ίδια ερευνητική ομάδα ήταν η πρώτη που με επιτυχία είχε εξαφανίσει ένα τρισδιάστατο αντικείμενο χρησιμοποιώντας ένα νέου τύπου -αλλά πιο ογκώδη- «πλασμονικό μανδύα».
Το επόμενο βήμα, όπως ανακοίνωσε ο Αλού, θα είναι, μετά από τις κατάλληλες μετατροπές, να χρησιμοποιηθεί η νέα μεταλλική «μετα-οθόνη» για να εξαφανίσει αντικείμενα όχι πλέον από τα μικροκύματα, αλλά από το ορατό φως, δηλαδή από τα ανθρώπινα μάτια. Εξέφρασε μάλιστα την ελπίδα ότι οι «μετα-οθόνες» θα αποδειχτούν πιο εύκολες και ικανές να κρύβουν τρισδιάστατα αντικείμενα από το ορατό φως σε σχέση με άλλους πιο μεγάλους μανδύες.
ΑΠΕ-ΜΠΕ
Σχόλια