Moderna metamaterial gör det teoretiskt möjligt att göra en person osynlig, men i praktiken är detta fortfarande mycket långt borta.
Nyligen, bland användarna av det kinesiska segmentet i Weibo-nätverket, har en video som visar hur en person använder "osynlighetskappan" fått viral popularitet på kort tid. Det är intressant att även om det ur en vetenskaplig synvinkel är ganska realistiskt, för tillfället finns det helt enkelt inga sådana perfekta kappor, regnrockar och till och med hattar av detta slag i världen. Dessutom är videon, som har fångat uppmärksamhet från tiotals miljoner människor, faktiskt bara en falsk.
Först lite teori. Det som visas i videon är teoretiskt möjligt, även om fysikerna förra århundradet var säkra på att osynlighet hade en plats endast i romanerna av H. G. Wells. Faktum är att Viktor Georgievich Veselago 1967 beskrev de förväntade egenskaperna hos material med ett negativt brytningsindex.
Brytningsindexet är lika med förhållandet mellan sinus för ljusets infallsvinkel på materialet och sinus för ljusets brytningsvinkel i materialet. Om vi tar luft, är dess brytningsindex väldigt nära enhet (emellertid på sommaren är den högre), så det snedvrider inte konturerna av objekt. Vatten har redan ett brytningsindex över enheten, och ett antal optiska glas - ännu mer. Ett material med ett negativt brytningsindex är ett konstgjort metamaterial, vars egenskaper bestäms av en speciellt skapad periodisk struktur i det.
Först lite teori.
Föreställ dig en situation där vi har:
- en person som vill förkläda sig;
- en markis gjord av metamaterial för detta ändamål;
Kampanjvideo:
- en extern observatör.
Vad händer i det här fallet?
Metamaterialet gör att du kan göra det så att dämpade ljusvågor som faller in i den från ena sidan (dolda för observatören) kommer att lägga upp och förstärka. Således kommer det att börja "transportera" en del av ljuset från den avlägsna bakgrunden, dold av kamouflagytan, utåt - till en extern observatör. Men i detta fall fångar metamaterialet inte de ljusvågor som reflekteras från den förklädda personen - deras källa är närmare än dess speciellt inställda "fokus för vision". Som ett resultat reproduceras sådana vågor på den sida som vetter mot observatören (motsatt sida av metamaterialet). Detta skapar en känsla av att det förutom bakgrunden inte finns något bakom metamaterialet.
Men liksom alla optiska enheter är alla befintliga metamaterial för grovt anordnade för att substitutionen kan förbises av det mänskliga ögat. Till exempel tillåter metamaterial endast vågor med en viss längd att "smidigt" böja sig runt det täckta objektet. Därför kan en person bakom en skärm av metamaterial bara vara genomskinlig, med en slags glöd längs dess kontur i ett visst intervall. För att arbeta även på en så blygsam nivå måste metamaterialet vara beläget på ett strikt definierat avstånd från det täckta objektet eller personen.
I teorin kan du skapa ett metamaterial med mer flexibilitet i arbetet, men i verkligheten, före detta, åtminstone årtionden av omsorgsfullt arbete. Den första vetenskapliga forskningen i västvärlden om detta ämne dök upp först 2007 och de första proverna av metamaterial för det optiska området skapades (ibid.) För bara nio år sedan. Att förvänta sig metamaterial idag, vilket visas i en viral kinesisk video, är samma sak som att förvänta sig att en iPhoneX-klass kommer att produceras från 1940-talets transistorer.
Vad är det på videon då? Zhu Zhensong, en producent för Quantum Video, berättade för Shanghai officiella Jiefang Daily (det kinesiska kommunistpartiets lokala munstycke) att videon var falsk.”Programvara som Adobe After Effects, Nuke eller Blackmagic Fusion kan redigera bakgrunden och infoga objekt i den. Liknande effekter har redan använts i ett antal militanter,”sade han.
Men i verkligheten behöver du inte vara filmskapare för att misstänka tillverkningen av den här videon. Problemet är att det har ett antal mindre inkonsekvenser. Till exempel med handskarna på den person som håller "osynlighetskappan". Med det faktum att bakom filmen visas alla objekt bakom den, med undantag för personen, inklusive brädorna vid hans fötter. Ett verkligt "osynligt" metamaterial som kan överföra bakgrundsbilden i avståndet, men dölja föremål i närheten, skulle dölja inte bara en person, utan också de livlösa föremål (brädor vid hans fötter) som ligger på samma avstånd från filmen som personen som maskeras.
Slutligen, i videon är det bara de bakgrundsbladen som verkligen rör sig, vilket vi inte ser genom "osynlighetskappan". Det är ytterst tveksamt att en och samma vind kommer att svänga vissa växter - utanför täckmanteln av "manteln" - och inte svänga andra, de som ligger bakom den.
Kort sagt, vi försöker bara få en viral video med mycket utsikt över ett trendigt och populärt ämne i den vetenskapliga världen. Kanske är det till och med användbart för utbildningsändamål. Vad kan trots allt, förutom en viral falsk video, påminna oss om en rysk forskares förutsägelse för ett halvt sekel sedan?
IVAN ORTEGA