211service.com
Uždengimas Proveržis
Nuo tada, kai H. G. Wellsas paskelbė Nematomas žmogus Daugiau nei prieš šimtmetį nematomumo – arba prisidengimo – perspektyva buvo pagrindinė mokslinės fantastikos atrama. Tačiau dabar fizikai sako pagaliau išsiaiškinę, kaip objektus paversti nematomais, be to, jiems liko vos mėnesiai iki šios teorijos pritaikymo praktikoje.
Mėlyna maskuojanti metamedžiaga gali išlenkti šviesą aplink objektą (oranžinį apskritimą), užtikrindama, kad jis nemetų šešėlio ar atspindžio. (Kreditas: D. Schurig, Duke universitetas.)
Triukas yra rasti būdą, kaip nukreipti šviesą ir kitų tipų elektromagnetinę spinduliuotę aplink objektą, kad jis nemestų šešėlio ir neatsispindėtų. Paprastai tokia manipuliacija būtų sudėtinga, sako Džonas Pendris Londono imperatoriškajame koledže, Anglijoje. Tačiau jis priduria, kad neseniai sukurta nauja medžiagų klasė, vadinama metamedžiagomis, daro tai neįtikėtinai įmanoma.
Pendry sako, kad metamedžiagos yra sukurtos medžiagos, kurių savybes lemia jų fizinė struktūra, o ne chemija. Tokios savybės apima gebėjimą sulenkti šviesą, sako jis.
Dabar dirbama su Davidas Smithas ir Davidas Schurigas iš Duke universiteto, Pendry suformulavo būdą, kaip sukurti metamedžiagas, kurios gali lenkti šviesą aplink objektą, nesvarbu, iš kurios pusės sklinda šviesa. Galite pritaikyti jį bet kokiai formai, sako Smithas. Tai reiškia, kad teoriškai viskas gali būti užmaskuota, sako jis.
Remiantis Pendry darbu, kuris aprašytas dabartiniame numeryje Mokslas Smithas ir Schurigas kuria principo įrodymo įrenginį, finansuodami iš JAV gynybos departamento tyrimų padalinio – Gynybos pažangių tyrimų projektų agentūros. Sąžininga sakyti, kad šiais metais vyks pagrindinės maskavimo fizikos demonstracija, sako Schurig.
Uždengimo efektas priklauso nuo medžiagos lūžio rodiklio arba nuo jos gebėjimo paveikti pro ją sklindančios šviesos kryptį. Šviesa linkusi pirmenybę teikti greičiausiam maršrutui tarp dviejų taškų, kuris paprastai yra tiesi linija. Tačiau naudojant metamedžiagas greičiausias kelias gali būti toks, kuris lenkiasi aplink objektą.
Tačiau lenkimo šviesa yra tik vienas iš maskavimo reikalavimų. Jūs turite grąžinti šviesą į tą patį kelią, kuriuo ji ėjo prieš tai, kai ji atsitrenkė į apsiaustą; kitu atveju jis meta šešėlį, sako Pendry. Panašiai, kai šviesa patenka į apsiaustą, ji neturi atsispindėti. Vienas iš būdų apie tai galvoti yra tai, kad ši medžiaga atrodo tarsi erdvė, sako Smithas, nes erdvė gali išlenkti šviesą ir neturi atspindžio.
Tai proveržis, sako Džordžas Elefteriadas , metamedžiagų ekspertas iš Toronto universiteto. Tačiau jis sako, kad yra apribojimas: jis neveiks kiekvienam dažniui.
Iš tiesų, dabartinės medžiagos gali nukreipti tik mikrobangas, o tai reiškia, kad Smitho ir Schurig kuriamas maskavimo įrenginys veiks tik prieš radarą ar kitus mikrobangų skleidėjus. Nors tai greičiausiai bus naudinga būsimiems slaptiems lėktuvams, mes vis dar turime mažiausiai dešimtmetį nuo objektų užmaskavimo nuo matomos šviesos.
Priežastis ta, kad norint sukurti maskavimo efektą, metamedžiagų substruktūros turi būti mažesnės už nukreipiamos šviesos bangos ilgį. Šiuo metu tai įmanoma mikrobangų krosnelėms, kurių bangos ilgis yra apie tris centimetrus. Tačiau norint nukreipti matomą šviesą, kurios bangos ilgis yra maždaug pusė mikrometro arba pusė milijono metro, reikės metamedžiagų, kurių struktūros sukurtos molekuliniu lygiu. Norėtume tai padaryti molekuliniu mastu, tačiau nanoinžinerija to dar nepasiekė, sako Pendry. Tačiau naujausi nanometamedžiagų pokyčiai gali paspartinti kūrimo procesą.
Kol kas skraistės prototipą sudaro milimetro dydžio varinių strypų matricos ir C formos žiedai, įterpti į kompozicinę pluošto plokštę, panašiai kaip spausdintinės plokštės, kuriose paprastai yra kompiuterių lustai. Tiek strypai, tiek C-žiedai gali pasyviai sukurti elektromagnetinius laukus, kai juos veikia mikrobangų spinduliuotė. Tinkamai orientuoti šie komponentai gali nurodyti kelią, kuriuo seks spinduliuotė.
Schurigas sako, kad yra ir kitas maskavimo pritaikymas: jis gali būti naudojamas kaip tam tikras skydas. Kartais norisi apsaugoti ar izoliuoti daiktus nuo elektromagnetinio spektro, sako jis. Pavyzdžiui, užmaskavimas gali būti naudojamas kosminiuose zonduose, siekiant apsaugoti jautrią įrangą nuo kosminės spinduliuotės.
Tačiau yra laimikis. Nors bet koks pridengtas objektas būtų nematomas, jis taip pat būtų aklas uždengtame dažnių diapazone, nes bet kokia į jį nukreipta šviesa būtų nukreipta aplink jį. Lėktuvo, uždengto radaru, atveju tai neturėtų būti didelė problema, sako Schurig. Pilotė negalėtų naudotis radaru, bet vis tiek galėtų naršyti vizualiai.