Så vi har levd for å se en tid der den usynlige hatten, en kjent egenskap av folkeeventyr, ikke virker fantastisk. Nåværende teknologier lar deg skjule gjenstander uten magi, kun avhengig av kunnskap om fysikkens lover.
Historien med usynlige materialer går tilbake til perioden med dannelsen av den sovjetiske staten, da mange vitenskapelige prosjekter ble lansert, noen ganger de mest fantastiske. I 1936 skrev pressen om et fly laget av gjennomsiktig pleksiglass dekket med amalgam. Det ble angivelig designet av Robert Bartini, en italiensk ingeniør som flyktet til Sovjetunionen. Imidlertid har verken fotografier eller tegninger av det fantastiske flyet overlevd, så hemmeligheten bak dets usynlighet kan anses som tapt. Materialer som var utilgjengelige for øyet, måtte gjenoppfinnes.
Vi ser objektene som reflekterer lys. De sprer den i forskjellige vinkler avhengig av farge, materiale, posisjon i forhold til lyskilden. Refleksjon fanges opp av netthinnen og overføres til hjernen, der et bilde dannes. Følgelig, hvis lyset som reflekteres fra objektet ikke når netthinnen, vil vi ikke se det. Men hvordan implementere slik teknologi i praksis?
Til dags dato har forskere kommet med tre metoder. For eksempel foreslår de at du får lysbøyning rundt en gjenstand uten å kollidere med den. For dette må tingen dekkes med et materiale med en spesiell struktur i form av et gitter med inneslutnings-murstein, hvis størrelse er mindre enn en viss bølgelengde av lys.
Slik forestilte kunstneren usynlighet nanocap / Xiang Zhang-gruppen, Berkeley Lab / UC Berkeley.
Anta at spekteret som er synlig for det menneskelige øyet, dekker bølgelengder fra 400 til 700 nanometer, derfor bør gitterinneslutningene være i størrelsesorden 100-200 nanometer. Det er ikke tilfeldig at de kalles meta-atomer. Lyset vil bøye seg rundt gjenstanden dekket med meta-atomer, som en gågrop på veien. En lignende idé ble implementert av fysikere fra USA i 2015, og laget et materiale fra silisium med en tykkelse på bare 80 nanometer. Med sin hjelp var det mulig å skjule en bitteliten partikkel av levende celler for forskeren som observerte den gjennom et mikroskop.
”Du kan også få lyset til å passere gjennom materialet uten å bli forvrengt. I fysikk brukes en mengde som kalles transmittans - den viser forholdet mellom strålefluksen som har passert et stoff til fluksen som har falt på overflaten. For eksempel passerer lys gjennom et vakuum uten hindring, så dets overføring er enhet. Men metallet gjenspeiler alle elektromagnetiske bølger som er innfallende på det. Det viser seg at for at materialet skal være usynlig, må lyset passere fullstendig gjennom det, uten å spre seg, som gjennom et vakuum, sier Alexei Basharin, ansatt i NUST MISIS Laboratory of Superconducting Metamaterials.
For å gjøre dette kom forskerne med en kombinasjon av to materialer slik at bølgene som reflekteres fra dem slukker hverandre og rett og slett passerer gjennom uten spredning - denne tilstanden kalles anapol. Og strukturer som viser uvanlige egenskaper på grunn av deres arkitektur, og ikke egenskapene til deres bestanddeler, kalles metamaterialer.
Salgsfremmende video:
Den tredje metoden er avhengig av materialets evne til å absorbere alt lys uten å reflektere noe. Men det er ikke veldig populært, siden det ikke vil være mulig å skjule gjenstanden helt bak det - det vil kaste en skygge.
“Det vanskeligste er å lage et materiale som er gjennomsiktig for et bredt lysområde. Heldigvis er dette ikke nødvendig, fordi vanligvis usynlighetsfunksjonen er nødvendig for en spesifikk oppgave. For eksempel å sørge for at en viss stråling ødelegger bare kreftceller, og ganske enkelt ikke legger merke til sunne. Når det gjelder usynlighet kapper som underholdning for folk, er det neppe sannsynlig at de vil komme på markedet snart. Det er nok for fysikere å bevise at et bestemt metamateriale fungerer, noe som krever et stykke noen få mikrometer i størrelse. Det er rett og slett ikke interessant og veldig dyrt å produsere enorme “filler”, i hvert fall for nå,”avslutter Basharin.
Olga Kolentsova
