www.kryfokamari.blogspot.com

Πέμπτη, 26 Ιανουαρίου 2012

Δημιουργήθηκε μανδύας αορατότητας τρισδιάστατων αντικειμένων


Αλλο ένα σημαντικό βήμα έκαναν οι επιστήμονες για τη βελτίωση της τεχνολογίας εξαφάνισης αντικειμένων, καθώς απέκρυψαν από την όραση των παρατηρητών, για πρώτη φορά από κάθε δυνατή οπτική γωνία, ένα μεγάλο τρισδιάστατο αντικείμενο.

Έως τώρα οι λεγόμενοι «μανδύες αορατότητας» αποτελούσαν είτε θεωρητικές κατασκευές, είτε αφορούσαν την εξαφάνιση δισδιάστατων αντικειμένων στο εργαστήριο, είτε η αορατότητα περιοριζόταν σε μια συγκεκριμένη οπτική γωνία και δεν ήταν ολική.

Ο νέος μανδύας εξαφανίζει ένα κοινό αντικείμενο στο φυσικό περιβάλλον του, όποια θέση και αν έχει ο παρατηρητής σε σχέση με αυτό. Όμως, προς το παρόν, «δουλεύει» μόνο στο τμήμα μικροκυμάτων του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και όχι στο κοινό φως που
γίνεται αντιληπτό από τα μάτια μόνο σε υψηλότερες συχνότητες.

Οι ερευνητές του πανεπιστημίου του Τέξας (Όστιν), με επικεφαλής τον καθηγητή Αντρέα Αλού, χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνολογία της λεγόμενης «πλασμονικής» απόκρυψης για να εξαφανίσουν από την κοινή θέα ένα κυλινδρικό σωλήνα μήκους 18 εκατοστών.

Η νέα τεχνική βασίζεται σε ένα νέο είδος τεχνητών υλικών, στα λεγόμενα πλασμονικά μετα-υλικά, τα οποία αποτελούν ένα συνδυασμό μετάλλων και μη αγώγιμων συνθετικών υλικών, αποτελούμενα από μικροσκοπικές νανο-δομές, οι οποίες είναι πολύ μικρότερες από το μήκος κύματος του φωτός που πέφτει πάνω τους.

Στη φύση, όταν το φως πέφτει πάνω σε ένα αντικείμενο, αντανακλάται από την επιφάνειά του προς μια άλλη κατεύθυνση, όπως όταν ρίχνουμε ένα μπαλάκι του τένις πάνω σε ένα τοίχο και αυτό εξοστρακίζεται. Η αιτία που βλέπουμε γύρω μας τα υλικά αντικείμενα, είναι επειδή οι ακτίνες του φωτός (στο ορατό μήκος κύματος) αντανακλώνται από αυτά και προσπίπτουν στα μάτια μας, τα οποία στη συνέχεια επεξεργάζονται την αισθητηριακή πληροφορία μέσω του εγκεφάλου.

Χάρη στις μοναδικές τους ιδιότητες όμως, τα πλασμονικά μετα-υλικά έχουν το αντίθετο αποτέλεσμα σκέδασης του φωτός σε σχέση με τα καθημερινά υλικά αντικείμενα. Όταν τα πεδία του σκεδασμένου φωτός από τον εξωτερικό μανδύα και από το ίδιο το αντικείμενο «ανακατεύονται» (αντικυματώνονται), τότε αλληλοεξουδετερώνονται και το τελικό αποτέλεσμα είναι η αορατότητα, δηλαδή η εξαφάνιση του αντικειμένου και μάλιστα από όλες τις οπτικές γωνίες.

Τα πλασμονικά μετα-υλικά θεωρούνται ανώτερα από τα λεγόμενα «μετα-υλικά μετασχηματισμού», στα οποία έχουν στηριχθεί ως τώρα τα περισσότερα πειράματα με μανδύες αορατότητας και τα οποία έχουν την ικανότητα να αναγκάζουν το φως να «καμπυλώνει» γύρω από τα αντικείμενα.

Στο νέο πείραμα, ένας κυλινδρικός σωλήνας καλύφθηκε με ένα εξωτερικό στρώμα πλασμονικού μετα-υλικού και με αυτό τον τρόπο αποκρύφτηκε από τους παρατηρητές. Οι δοκιμές έδειξαν ότι η καλύτερη εξαφάνιση κατέστη εφικτή, όταν τα προσπίπτοντα μικροκύματα είχαν συχνότητα 3,1 gigahertz.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν παίζει κανένα ρόλο το σχήμα του αντικειμένου, καθώς ακόμα και ασύμμετρα ή με παράξενο σχήμα αντικείμενα είναι δυνατό να γίνουν αόρατα.

Όμως το επόμενο μεγάλο βήμα κατάκτησης θα είναι να λειτουργήσει ο πλασμονικός μανδύας όχι μόνο με μικροκύματα, αλλά και με το ορατό φως. Ήδη μερικά πλασμονικά μετα-υλικά είναι φυσικά διαθέσιμα σε οπτικές συχνότητες, όμως, σύμφωνα με τους ερευνητές, τα αόρατα αντικείμενα θα ήταν πολύ μικρά.

Δεν υπάρχουν σχόλια: