"Awọn fila invisibility" tun jẹ alaihan

Titun ni lẹsẹsẹ “awọn aṣọ aihan” jẹ eyiti a bi ni Yunifasiti ti Rochester (1), eyiti o lo eto opiti ti o yẹ. Bí ó ti wù kí ó rí, àwọn oníyèméjì ń pè é ní irú ẹ̀tàn onítànṣán tàbí ipa àkànṣe, nínú èyí tí ìṣètò lẹnsi ọlọ́gbọ́n mú ìmọ́lẹ̀ tí ó sì ń tan ìran olùwòran jẹ.

Iṣiro to ti ni ilọsiwaju ti o ni ilọsiwaju wa lẹhin gbogbo rẹ-awọn onimo ijinlẹ sayensi nilo lati lo lati wa bi wọn ṣe le ṣeto awọn lẹnsi meji naa ki ina naa ba wa ni ọna ti wọn le fi ohun naa pamọ taara lẹhin wọn. Ojutu yii ko ṣiṣẹ nikan nigbati o n wo taara ni awọn lẹnsi - igun ti awọn iwọn 15 tabi omiiran ti to.

1. "Invisibility fila" lati University of Rochester.

O le ṣee lo ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ lati yọkuro awọn aaye afọju ni awọn digi tabi ni awọn yara iṣẹ, gbigba awọn oniṣẹ abẹ lati rii nipasẹ ọwọ wọn. Eleyi jẹ miiran ni a gun jara ti ifihan nipa alaihan ọna ẹrọti o ti wa si wa ni odun to šẹšẹ.

Ni ọdun 2012, a ti gbọ tẹlẹ nipa “Cap of Invisibility” lati Ile-ẹkọ giga Duke ti Amẹrika. Nikan kika ti o ni ibeere pupọ julọ lẹhinna pe o jẹ nipa airi ti silinda kekere kan ni ajẹkù kekere ti iwoye makirowefu. Ni ọdun kan sẹyin, awọn oṣiṣẹ Duke ṣe ijabọ lori imọ-ẹrọ lilọ ni ifura sonar ti o le dabi pe o ni ileri ni diẹ ninu awọn iyika.

Laanu, o jẹ airi nikan lati oju-ọna kan pato ati ni aaye dín, eyiti o ṣe imọ-ẹrọ ti lilo diẹ. Ni ọdun 2013, awọn onimọ-ẹrọ ti ko ni irẹwẹsi ni Duke dabaa ẹrọ ti a tẹjade 3D kan ti o ṣe afiwe ohun kan ti a gbe sinu pẹlu awọn iho kekere ninu eto (2). Sibẹsibẹ, lẹẹkansi, eyi ṣẹlẹ ni iwọn opin ti awọn igbi omi ati lati oju-ọna kan nikan.

Awọn fọto ti a tẹjade lori Intanẹẹti dabi ile-iṣẹ Hyperstealth ti Canada ti o ni ileri, eyiti o ni ipolowo ni ọdun 2012 labẹ orukọ iyanilẹnu ti Quantum Stealth (3). Laanu, awọn apẹẹrẹ iṣẹ ko ti ṣe afihan rara, tabi ko ṣe alaye bi o ṣe n ṣiṣẹ. Ile-iṣẹ tọka si awọn ọran aabo bi idi ati awọn ijabọ cryptically pe o ngbaradi awọn ẹya aṣiri ti ọja fun ologun.

Atẹle iwaju, kamẹra ẹhin

Igbalode akọkọinvisibility fila» Ti ṣe afihan ni ọdun mẹwa sẹhin nipasẹ ẹlẹrọ Japanese Prof. Susumu Tachi lati Yunifasiti ti Tokyo. Ó lo kámẹ́rà tó wà lẹ́yìn ọkùnrin kan tó wọ ẹ̀wù tó tún jẹ́ atẹ́gùn. Aworan lati kamẹra ẹhin ti jẹ iṣẹ akanṣe lori rẹ. Ọkunrin ti o wọ aṣọ jẹ "airi". Ẹtan ti o jọra ni lilo nipasẹ ohun elo camouflage ọkọ Adaptiv ti a ṣe ni ọdun mẹwa ti tẹlẹ nipasẹ BAE Systems (4).

O ṣe afihan aworan infurarẹẹdi “lati ẹhin” lori ihamọra ojò. Iru ẹrọ bẹẹ ni a ko rii ni irọrun ni awọn ẹrọ wiwo. Awọn imọran ti awọn ohun boju-boju mu apẹrẹ ni ọdun 2006. John Pendry ti Imperial College London, David Schurig ati David Smith ti Ile-ẹkọ giga Duke ṣe atẹjade ẹkọ ti “awọn opiti iyipada” ninu iwe akọọlẹ Imọ-jinlẹ ati ṣafihan bi o ṣe n ṣiṣẹ ni ọran ti microwaves (awọn gigun gigun gigun ju ina ti o han).

2. An "lairi fila" tejede ni meta mefa.

Pẹlu iranlọwọ ti awọn metamaterials ti o yẹ, igbi itanna eletiriki le ti tẹ ni ọna kan lati fori ohun agbegbe ati pada si ọna lọwọlọwọ rẹ. Paramita ti n ṣe afihan iṣesi opiti gbogbogbo ti alabọde jẹ atọka itọka, eyiti o pinnu iye igba losokepupo ju ni igbale, ina n gbe ni alabọde yii. A ṣe iṣiro rẹ bi gbongbo ọja ti itanna ibatan ati agbara oofa.

ojulumo itanna permeability; pinnu iye igba ti agbara ibaraenisepo itanna ninu nkan ti a fun ni kere ju agbara ibaraenisepo ni igbale. Nitorinaa, o jẹ wiwọn ti bii awọn idiyele itanna to lagbara laarin nkan kan dahun si aaye ina ita. Pupọ awọn oludoti ni iyọọda rere, eyiti o tumọ si pe aaye ti o yipada nipasẹ nkan naa tun ni itumọ kanna bi aaye ita.

Agbara oofa ojulumo m n pinnu bii aaye oofa ṣe yipada ni aaye kan ti o kun pẹlu ohun elo ti a fun, ni akawe si aaye oofa ti yoo wa ninu igbale pẹlu orisun aaye oofa ita kanna. Fun gbogbo awọn nkan ti o nwaye nipa ti ara, agbara oofa ojulumo jẹ rere. Fun awọn media gbangba bi gilasi tabi omi, gbogbo awọn iwọn mẹta jẹ rere.

Lẹhinna ina, ti nkọja lati igbale tabi afẹfẹ (awọn aye afẹfẹ jẹ iyatọ diẹ diẹ si igbale) sinu alabọde, ti wa ni refracted ni ibamu si awọn ofin ti refraction ati awọn ipin ti awọn sine ti awọn igun ti isẹlẹ si awọn sine ti awọn igun ti refraction jẹ. dogba si awọn refractive Ìwé fun yi alabọde. Iye jẹ kere ju odo; ati m tumọ si pe awọn elekitironi inu alabọde n gbe ni ọna idakeji si agbara ti a ṣẹda nipasẹ ina tabi aaye oofa.

Eyi jẹ deede ohun ti o ṣẹlẹ ni awọn irin, ninu eyiti gaasi elekitironi ọfẹ gba awọn oscillation tirẹ. Ti o ba ti awọn igbohunsafẹfẹ ti ohun itanna igbi ko koja awọn igbohunsafẹfẹ ti awọn wọnyi adayeba oscillations ti awọn elekitironi, ki o si awọn wọnyi oscillations iboju awọn ina ti awọn igbi ki o munadoko ti won ko ba gba laaye lati penetwork jin sinu irin ati paapa ṣẹda aaye kan directed idakeji. si aaye ita.

Bi abajade, iyọọda iru ohun elo jẹ odi. Ni agbara lati wọ inu jinle sinu irin, itanna itanna ṣe afihan lati oju ti irin naa, ati pe irin naa funrarẹ gba imudara abuda kan. Kini ti awọn oriṣi iyọọda mejeeji jẹ odi? A beere ibeere yii ni ọdun 1967 nipasẹ onimọ-jinlẹ ara ilu Russia Viktor Veselago. O wa ni jade wipe awọn itọka refractive ti iru kan alabọde jẹ odi ati ina ti wa ni refracted ni a patapata ti o yatọ ona ju wọnyi lati awọn ibùgbé ofin ti refraction.

5. Iyipada odi lori oju ti metamaterial - iworan

Lẹhinna agbara ti igbi itanna eletiriki ti wa ni gbigbe siwaju, ṣugbọn maxima ti igbi eletiriki n gbe ni ọna idakeji si apẹrẹ ti itara ati agbara gbigbe. Iru awọn ohun elo ko si ni iseda (ko si awọn nkan ti o ni agbara oofa odi). Nikan ninu atẹjade 2006 ti a mẹnuba loke ati ni ọpọlọpọ awọn atẹjade miiran ti a ṣẹda ni awọn ọdun to tẹle, o ṣee ṣe lati ṣe apejuwe ati, nitorinaa, kọ awọn ẹya atọwọda pẹlu itọka ifasilẹ odi (5).

Wọn ti wa ni a npe ni metamaterials. Ipilẹṣẹ Giriki “meta” tumọ si “lẹhin”, iyẹn ni, iwọnyi jẹ awọn ẹya ti a ṣe lati awọn ohun elo adayeba. Metamaterials gba awọn ohun-ini ti wọn nilo nipa kikọ awọn iyika itanna kekere ti o ṣe afiwe oofa tabi awọn ohun-ini itanna ti ohun elo naa. Ọpọlọpọ awọn irin ni agbara itanna odi, nitorinaa o to lati fi aye silẹ fun awọn eroja ti o funni ni esi oofa odi.

Dipo irin isokan, ọpọlọpọ awọn okun onirin tinrin ti a ṣeto ni irisi akoj onigun ni a so mọ awo kan ti ohun elo idabobo. Nipa yiyipada iwọn ila opin ti awọn okun ati aaye laarin wọn, o ṣee ṣe lati ṣatunṣe awọn iye igbohunsafẹfẹ ninu eyiti eto naa yoo ni agbara itanna odi. Lati gba agbara oofa odi ni ọran ti o rọrun julọ, apẹrẹ naa ni awọn oruka fifọ meji ti a ṣe ti adaorin ti o dara (fun apẹẹrẹ, goolu, fadaka tabi bàbà) ati pipin nipasẹ Layer ti ohun elo miiran.

Iru eto ni a npe ni a pipin oruka resonator - abbreviated bi SRR, lati English. Pipin-oruka resonator (6). Nitori awọn ela ti o wa ninu awọn oruka ati aaye laarin wọn, o ni agbara kan pato, bi capacitor, ati pe niwon awọn oruka ti a ṣe ti ohun elo ti o niiṣe, o tun ni inductance kan, i.e. agbara lati ṣe ina awọn ṣiṣan.

Awọn iyipada ninu aaye oofa ita lati inu igbi itanna eletiriki nfa ṣiṣan ṣiṣan ninu awọn oruka, ati lọwọlọwọ yii ṣẹda aaye oofa kan. O wa ni pe pẹlu apẹrẹ ti o yẹ, aaye oofa ti a ṣẹda nipasẹ eto naa ni itọsọna idakeji si aaye ita. Eyi ṣe abajade agbara oofa odi ti ohun elo ti o ni iru awọn eroja. Nipa tito awọn paramita ti eto metamaterial, eniyan le gba esi oofa odi ni ibiti o gbooro pupọ ti awọn igbohunsafẹfẹ igbi.

Meta - ile

Awọn ala ti awọn apẹẹrẹ ni lati kọ eto kan ninu eyiti awọn igbi omi yoo ṣan ni pipe ni ayika ohun naa (7). Ni 2008, awọn onimo ijinlẹ sayensi ni University of California, Berkeley, fun igba akọkọ ninu itan-akọọlẹ, ṣẹda awọn ohun elo onisẹpo mẹta ti o ni itọka itọka ti ko dara fun ina ti o han ati sunmọ-infurarẹẹdi, fifun ina ni ọna idakeji si itọsọna adayeba rẹ. Wọn ṣẹda metamaterial tuntun nipa apapọ fadaka pẹlu fluoride magnẹsia.

Lẹhinna o ge sinu matrix ti o ni awọn abere kekere. Iyalẹnu ti ifasilẹ odi ni a ti ṣakiyesi ni awọn iwọn gigun ti 1500 nm (nitosi infurarẹẹdi). Ni ibẹrẹ 2010, Tolga Ergin ti Karlsruhe Institute of Technology ati awọn ẹlẹgbẹ ni Imperial College London ṣẹda alaihan ina Aṣọ. Awọn oniwadi lo awọn ohun elo ti o wa lori ọja naa.

Wọn lo awọn kirisita photonic ti a gbe sori ilẹ lati bo itujade airi kan lori awo goolu kan. Nitorinaa a ṣẹda metamaterial lati awọn lẹnsi pataki. Awọn lẹnsi ti o dojukọ hump lori awo naa wa ni ọna ti, nipa yiyipada apakan ti awọn igbi ina, wọn yọkuro pipinka ti ina lori bulge. Nípa wíwo àwo náà lábẹ́ makiroscope kan, ní lílo ìmọ́lẹ̀ tí ó ní ìwọ̀n ìjì tí ó sún mọ́ ti ìmọ́lẹ̀ tí a lè fojú rí, àwọn onímọ̀ ìjìnlẹ̀ rí àwo pẹlẹbẹ kan.

Nigbamii, awọn oniwadi lati Ile-ẹkọ giga Duke ati Ile-ẹkọ giga ti Ilu Lọndọnu ni anfani lati gba irisi odi ti itankalẹ makirowefu. Lati gba ipa yii, awọn eroja kọọkan ti eto metamaterial gbọdọ jẹ kere ju igbi ti ina. Nitorinaa o jẹ ipenija imọ-ẹrọ ti o nilo iṣelọpọ ti awọn ẹya metamaterial kekere pupọ ti o baamu gigun gigun ti ina ti wọn yẹ ki o yago fun.

Imọlẹ ti o han (violet si pupa) ni gigun ti 380 si 780 nanometers (nanometer jẹ ọkan bilionu kan ti mita kan). Awọn onimọ-ẹrọ Nanotechnologists lati Ile-ẹkọ giga Scotland ti St. Andrews wa si igbala. Won ni kan nikan Layer ti lalailopinpin densely meshed metamaterial. Awọn oju-iwe ti Iwe Iroyin Titun ti Fisiksi ṣe apejuwe metaflex ti o lagbara lati yi awọn gigun gigun ti o to 620 nanometers (ina pupa-osan).

Ni 2012, ẹgbẹ kan ti awọn oluwadi Amẹrika ni University of Texas ni Austin wa pẹlu ẹtan ti o yatọ patapata nipa lilo awọn microwaves. Silinda kan pẹlu iwọn ila opin ti 18 cm ni a bo pẹlu ohun elo pilasima impedance odi, eyiti ngbanilaaye ifọwọyi ti awọn ohun-ini. Ti o ba ni awọn ohun-ini opiti idakeji ti ohun ti o farapamọ, o ṣẹda iru “odi”.

Bayi, awọn igbi meji ni lqkan ati awọn ohun di alaihan. Bi abajade, ohun elo naa le tẹ ọpọlọpọ awọn sakani igbohunsafẹfẹ oriṣiriṣi ti igbi ki wọn ṣan ni ayika ohun naa, ti o ṣajọpọ ni apa keji rẹ, eyiti o le ma ṣe akiyesi si oluwo ita. Awọn ero imọran ti n pọ si.

Ni nnkan bii oṣu mejila sẹyin, Awọn ohun elo Ilọsiwaju ti o ni ilọsiwaju ṣe atẹjade nkan kan nipa iwadi ti o ṣee ṣe kikoju nipasẹ awọn onimo ijinlẹ sayensi ni Ile-ẹkọ giga ti Central Florida. Tani o mọ ti wọn ba kuna lati bori awọn ihamọ ti o wa tẹlẹ lori "airi fila»Itumọ ti lati metamaterials. Gẹgẹbi alaye ti wọn gbejade, ipadanu nkan naa ni ibiti ina ti o han ṣee ṣe.

7. Awọn ọna imọran ti fifun ina lori ohun ti a ko ri

Debashis Chanda ati ẹgbẹ rẹ ṣe apejuwe lilo metamaterial kan pẹlu eto onisẹpo mẹta. O ṣee ṣe lati gba ọpẹ si ohun ti a npe ni. titẹ sita nanotransfer (NTP), eyiti o ṣe awọn teepu irin-dielectric. Atọka itọka le yipada nipasẹ awọn ọna ẹrọ nanoengineering. Ona itankalẹ ina gbọdọ wa ni iṣakoso ni ọna oju ilẹ onisẹpo mẹta ti ohun elo nipa lilo ọna isọdọtun itanna.

Awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe akiyesi pupọ ni awọn ipinnu wọn, ṣugbọn lati apejuwe ti imọ-ẹrọ wọn o han gbangba pe awọn aṣọ ti iru ohun elo kan ni agbara lati yi awọn igbi itanna eleto si iwọn nla. Ni afikun, ọna ti a ti gba ohun elo tuntun gba laaye iṣelọpọ awọn agbegbe nla, eyiti o ti mu diẹ ninu la ala ti awọn onija ti o bo ni iru awọn ohun-ọṣọ ti yoo pese fun wọn pẹlu. airi pipe, lati Reda to if'oju.

Awọn ẹrọ ipamo nipa lilo awọn ohun elo meta tabi awọn ilana opiti ko fa ipadanu awọn nkan gangan, ṣugbọn airi wọn nikan si awọn irinṣẹ wiwa, ati laipẹ, boya, si oju. Sibẹsibẹ, awọn imọran ipilẹṣẹ diẹ sii ti wa tẹlẹ. Jeng Yi Lee ati Ray-Kuang Lee lati Ile-ẹkọ giga ti Orilẹ-ede Taiwan ti Tsing Hua dabaa imọran imọ-jinlẹ kan ti kuatomu “aṣọ invisibility” ti o lagbara lati yọkuro awọn nkan kii ṣe lati aaye wiwo nikan, ṣugbọn tun lati otitọ lapapọ.

Eyi yoo ṣiṣẹ gẹgẹbi ohun ti a sọrọ loke, ṣugbọn idogba Schrödinger yoo ṣee lo dipo awọn idogba Maxwell. Ojuami ni lati na aaye iṣeeṣe nkan naa ki o jẹ dogba si odo. Ni imọ-jinlẹ, eyi ṣee ṣe ni microscale. Sibẹsibẹ, yoo gba akoko pipẹ lati duro fun awọn aye imọ-ẹrọ ti iṣelọpọ iru ideri. Bi eyikeyi"invisibility fila“Eyi ti a le sọ pe o n fi nkan pamọ gaan lati oju wa.