I årevis har science-fiction og fantasy-forfattere drømt om magiske gjenstander - som Harry Potters usynlighetskappe eller Bilbo Baggins ring - som ville gjøre mennesker og ting usynlige. Forrige uke kunngjorde et team av forskere ved University of Texas i Austin at de har gått et skritt videre mot det målet. Ved å bruke en metode som kalles “plasmonisk tildekking”, har de tilslørt et tredimensjonalt objekt i fritt rom.
Relatert innhold
- Geometriske former inspirerer nye, tøyelige materialer
Objektet, et sylindrisk rør på omtrent 7 centimeter langt, var "usynlig" for mikrobølger, i stedet for synlig lys - så det er ikke som du kunne gå inn i forsøksapparatet og ikke se objektet. Men prestasjonen er likevel ganske fantastisk. Å forstå prinsippene for å kappe en gjenstand fra mikrobølger kan teoretisk føre til faktisk usynlighet snart nok. Studien, som ble publisert i slutten av januar i New Journal of Physics, går utover tidligere eksperimenter der todimensjonale objekter ble skjult for forskjellige bølgelengder av lys.
Hvordan gjorde forskerne det? Under normale forhold ser vi gjenstander når synlig lys spretter av dem og inn i øynene våre. Men de unike “plasmoniske metamaterialene” som kappen ble laget fra, gjør noe annerledes: de sprer lys i forskjellige retninger. "Når de spredte feltene fra kappen og gjenstanden forstyrrer, avbryter de hverandre og den samlede effekten er åpenhet og usynlighet i alle observasjonsvinkler, " sa professor Andrea Alu, medforfatter av studien.
For å teste kappematerialet dekket forskerteamet det sylindriske røret med det og utsatte oppsettet for et utbrudd av mikrobølgestråling. På grunn av det plasmoniske materialets spredningseffekt, avslørte den resulterende kartleggingen av mikrobølger ikke gjenstanden. Andre eksperimenter avslørte at formen på objektet ikke påvirket materialets effektivitet, og teamet mener at det teoretisk er mulig å kappe flere objekter på en gang.
Det neste trinnet er selvfølgelig å lage et kappemateriale som er i stand til å skjule ikke bare mikrobølger, men synlige lysbølger - en usynlig kappe vi kanskje kan bruke i hverdagen. Alu sier imidlertid at bruk av plasmoniske materialer for å skjule større gjenstander (som for eksempel en menneskekropp) fremdeles er et stykke unna:
I prinsippet kan denne teknikken brukes til å kappe lys; faktisk er noen plasmoniske materialer naturlig tilgjengelige ved optiske frekvenser. Imidlertid skalerer størrelsen på objektene som kan effektivt tildekkes med denne metoden med bølgelengden på driften, så når vi bruker den til optiske frekvenser, kan vi være i stand til effektivt å stoppe spredningen av objekter i mikrometerstørrelse.
Med andre ord, hvis vi prøver å skjule noe for menneskelige øyne ved å bruke denne metoden, vil det måtte være bittesmå - en mikrometer er en promille. Selv dette kan være nyttig:
Å kappe små gjenstander kan være spennende for en rekke bruksområder. For eksempel undersøker vi for tiden bruken av disse konseptene for å kappe et mikroskopspiss ved optiske frekvenser. Dette kan være til stor fordel for biomedisinske og optiske nærfeltmålinger.
I 2008 utviklet et Berkeley-team et ultratynt materiale med potensiale for en dag å gjøre gjenstander usynlige, og tidligere i år kunne en gruppe forskere fra Cornell finansiert av DARPA skjule en faktisk hendelse 40 picosekunder lang (det er 40 billioner av en sekund) ved å finjustere lysets strømningshastighet.
Usynlighet kapper kan fremdeles være år unna, men det ser ut til at vi har kommet inn i usynlighetens tidsalder.
