Så vi har levet for at se en tid, hvor den usynlige hat, en velkendt egenskab af folkeeventyr, ikke synes fantastisk. Nuværende teknologier giver dig mulighed for at skjule genstande uden nogen magi, og kun stole på viden om fysikkens love.
Historien med usynlige materialer går tilbage til perioden med dannelsen af den sovjetiske stat, hvor mange videnskabelige projekter blev lanceret, nogle gange de mest fantastiske. I 1936 skrev pressen om et fly lavet af gennemsigtigt plexiglas dækket med amalgam. Det blev angiveligt designet af Robert Bartini, en italiensk ingeniør, der flygtede til Sovjetunionen. Hverken fotografier eller tegninger af det vidunderlige fly har overlevet, så hemmeligheden bag dets usynlighed kan betragtes som fortabt. Materialer, der var utilgængelige for øjet, måtte genopfindes.
Vi ser objekter, der reflekterer lys. De spreder det i forskellige vinkler afhængigt af farve, materiale, position i forhold til lyskilden. Reflektion fanges af nethinden og overføres til hjernen, hvor der dannes et billede. Følgelig, hvis det lys, der reflekteres fra objektet ikke når nethinden, vil vi ikke se det. Men hvordan kan en sådan teknologi bruges i praksis?
Indtil videre har forskere fundet tre metoder. For eksempel foreslår de, at man lader bøje sig omkring et objekt uden at kollidere med det. Til dette skal tingene være dækket med et materiale med en speciel struktur i form af et gitter af indeslutnings-mursten, hvis størrelse er mindre end en bestemt bølgelængde af lys.
Dette var, hvordan kunstneren forestillede sig usynligheden nanocap / Xiang Zhang-gruppen, Berkeley Lab / UC Berkeley.
Antag, at spektret, der er synligt for det menneskelige øje, dækker bølgelængder fra 400 til 700 nanometer, derfor skal gitterindeslutningerne være i størrelsesordenen 100-200 nanometer. Det er ikke tilfældigt, at de kaldes meta-atomer. Lyset bøjes omkring genstanden dækket med meta-atomer, ligesom en gågade på vejen. En lignende idé blev implementeret af fysikere fra De Forenede Stater i 2015 og skabte et materiale fra silicium med en tykkelse på kun 80 nanometer. Med sin hjælp var det muligt at skjule en lille partikel af levende celler for forskeren, der observerede den gennem et mikroskop.
”Du kan også få lyset til at passere gennem materialet uden at blive forvrænget. I fysik bruges en mængde, der kaldes transmittans - den viser forholdet mellem den strålingsflux, der er passeret gennem et stof, og den flux, der er faldet på dens overflade. For eksempel passerer lys gennem et vakuum uden hindring, så dets transmission er enhed. Men metallet afspejler alle elektromagnetiske bølger, der er anbragt på det. Det viser sig, at for at materialet skal være usynligt, skal lyset passere det fuldstændigt uden spredning, som gennem et vakuum,”siger Alexei Basharin, medarbejder i Laboratoriet for Superledende Metamaterialer hos NUST MISIS.
For at gøre dette kom forskerne med en kombination af to materialer, så bølgerne, der reflekteres fra dem, slukker hinanden og blot passerer uden at sprede - denne tilstand kaldes anapol. Og strukturer, der udviser usædvanlige egenskaber på grund af deres arkitektur og ikke egenskaberne ved deres bestanddele, kaldes metamaterialer.
Salgsfremmende video:
Den tredje metode er afhængig af materialets evne til at absorbere alt lys uden at reflektere noget. Men det er ikke meget populært, da det ikke vil være muligt at skjule genstanden bag det helt - det vil kaste en skygge.
”Det sværeste er at fremstille et materiale, der er gennemsigtigt for en lang række lys. Heldigvis er dette ikke nødvendigt, fordi usynlighedsfunktionen normalt kræves til en bestemt opgave. For eksempel at sikre sig, at en bestemt stråling kun ødelægger kræftceller og simpelthen ikke lægger mærke til sunde. Hvad angår usynlighedsmantler som underholdning for folk, er det usandsynligt, at de snart kommer på markedet. Det er tilstrækkeligt for fysikere at bevise, at et bestemt metamateriale fungerer, hvilket kræver et stykke et par mikrometer i størrelse. Det er simpelthen ikke interessant og meget dyrt at fremstille enorme “klude”, i det mindste i øjeblikket,”konkluderer Basharin.
Olga Kolentsova