Juba aastaid on ulme ja fantaasia autorid unistanud maagilistest objektidest - näiteks Harry Potteri nähtamatuse küüs või Bilbo Bagginsi rõngas -, mis muudaksid inimesed ja asjad nähtamatuks. Eelmisel nädalal teatas Austini Texase ülikooli teadlaste meeskond, et nad on selle eesmärgi nimel sammu edasi astunud. Kasutades meetodit, mida nimetatakse "plasmoniliseks varjamiseks", on nad varjanud kolmemõõtmelise objekti vabas ruumis.
Seotud sisu
- Geomeetrilised kujundid inspireerivad uusi, venivaid materjale
Objekt, umbes 7 tolli pikkune silindriline toru, oli mikrolainetele, mitte nähtavale valgusele, nähtamatu - seega pole nii, nagu võiksite katseaparaadisse sisse kõndida ja eset mitte näha. Kuid saavutus on sellest hoolimata üsna vapustav. Objekti mikrolainetest peitmise põhimõtete mõistmine võib teoreetiliselt viia tegeliku nähtamatuseni varsti. Jaanuari lõpus ajakirjas New Journal of Physics avaldatud uuring ulatub varasematest katsetest kaugemale, kus kahemõõtmelised objektid olid peidetud erinevate valguse lainepikkuste eest.
Kuidas teadlased seda tegid? Normaaltingimustes näeme esemeid, kui nähtav valgus põrkub nende juurest meie silma. Kuid ainulaadsed “plasmoonsed metamaterjalid”, millest kant valmistati, teevad midagi muud: nad hajutavad valgust erinevates suundades. "Kui varjatud hajutatud väljad ja objekt segavad, siis need kustutavad üksteise ja üldine efekt on läbipaistvus ja nähtamatus kõigis vaatlusnurkades, " ütles uuringu kaasautor professor Andrea Alu.
Varjatud materjali testimiseks kattis uurimisrühm sellega silindrilise toru ja allutas seadistusele mikrolainekiirguse. Plasmonilise materjali hajuva mõju tõttu ei tuvastanud saadud mikrolainete kaardistamine objekti. Teistest katsetest selgus, et objekti kuju ei mõjutanud materjali efektiivsust ning meeskond usub, et teoreetiliselt on võimalik mitut objekti korraga varjata.
Järgmine samm on loomulikult varjatud materjali loomine, mis ei varja mitte ainult mikrolaineid, vaid ka nähtavaid valguslaineid - nähtamatuse kattekihti, mida võiksime igapäevaelus kanda. Alu väidab siiski, et plasmoniaalsete materjalide kasutamine suuremate objektide (näiteks inimkeha) peitmiseks on endiselt üks võimalus:
Põhimõtteliselt võiks seda tehnikat kasutada valguse varjamiseks; tegelikult on mõned plasmonilised materjalid looduslikult saadaval optiliste sagedustega. Selle meetodi abil tõhusalt kleepitavate objektide suurus on aga töölainepikkus, seega optilistele sagedustele rakendades suudame tõenäoliselt tõhusalt peatada mikromeetri suuruste objektide hajumise.
Teisisõnu, kui me proovime selle meetodiga midagi inimese silmade eest varjata, peaks see olema pisike - mikromeeter on tuhandik millimeetrit. Isegi see võib olla kasulik:
Väikeste objektide varjamine võib olla põnev mitmesuguste rakenduste jaoks. Näiteks uurime praegu nende mõistete rakendamist mikroskoobi otsa varjamiseks optilistel sagedustel. See võib tuua suurt kasu biomeditsiinilistest ja optilistest lähivälja mõõtmistest.
2008. aastal töötas Berkeley meeskond välja ülikerge materjali, mis võis objektid kunagi nähtamatuks muuta. Selle aasta alguses suutis DARPA rahastatud rühm Cornelli teadlasi tegeliku sündmuse varjata 40 pikosekundi (see on 40 triljonit osa teine), kohandades valguse voolu kiirust.
Nähtamatuse klatšid võivad küll veel aastate kaugusel olla, kuid tundub, et oleme jõudnud nähtamatuse ajastusse.
