Så vi har levt för att se en tid då den osynliga hatten, ett välbekant attribut av folksaga, inte verkar fantastiskt. Nuvarande teknik låter dig gömma föremål utan någon magi, bara förlita dig på kunskap om fysikens lagar.
Historia med osynliga material går tillbaka till den tid då Sovjetstaten bildades, då många vetenskapliga projekt lanserades, ibland de mest fantastiska. 1936 skrev pressen om ett flygplan tillverkat av transparent plexiglas täckt med amalgam. Det designades enligt uppgift av Robert Bartini, en italiensk ingenjör som flydde till Sovjetunionen. Varken fotografier eller ritningar av det underbara flygplanet har dock överlevt, så hemligheten med dess osynlighet kan betraktas som förlorad. Material som var otillgängliga för ögat måste uppfinnas på nytt.
Vi ser de föremål som reflekterar ljus. De sprider det i olika vinklar beroende på färg, material, position relativt ljuskällan. Reflektion fångas av näthinnan och överförs till hjärnan, där en bild bildas. Om ljuset som reflekteras från objektet inte når näthinnan kommer vi följaktligen inte att se det. Men hur kan en sådan teknik tillämpas?
Hittills har forskare kommit med tre metoder. Till exempel föreslår de att det blir lätt att böja sig runt ett objekt utan att kollidera med det. För detta måste saken täckas med ett material med en speciell struktur i form av ett gitter av inneslutnings-tegelstenar, vars storlek är mindre än en viss ljusvåglängd.
Så föreställde konstnären osynlighetens nanokap / Xiang Zhang-gruppen, Berkeley Lab / UC Berkeley.
Anta att spektrumet som är synligt för det mänskliga ögat täcker våglängder från 400 till 700 nanometer, därför bör gitterinföringarna vara i storleksordningen 100-200 nanometer. Det är ingen slump att de kallas meta-atomer. Ljuset kommer att böja sig runt föremålet täckt med metatomer, som en gågrop på vägen. En liknande idé implementerades av fysiker från USA 2015 och skapade ett material från kisel med en tjocklek på bara 80 nanometer. Med sin hjälp var det möjligt att dölja en liten partikel av levande celler från forskaren som observerade den genom ett mikroskop.
”Du kan också få ljuset att passera genom materialet utan att förvrängas. I fysiken används en kvantitet som kallas transmittans - den visar förhållandet mellan strålningsflödet som har passerat ett ämne till flödet som har fallit på ytan. Till exempel passerar ljus genom ett vakuum utan hinder, så att dess överföring är enhet. Men metallen återspeglar alla elektromagnetiska vågor som inträffar på den. Det visar sig att för att materialet ska vara osynligt måste ljuset passera genom det helt utan spridning, som genom ett vakuum, säger Alexei Basharin, anställd på Laboratory of Superconducting Metamaterials på NUST MISIS.
För att göra detta kom forskarna med en kombination av två material så att vågorna som reflekteras från dem släcker varandra och helt enkelt passerar utan att spridas - detta tillstånd kallas anapol. Och strukturer som uppvisar ovanliga egenskaper på grund av deras arkitektur, och inte egenskaperna hos deras beståndsdelar, kallas metamaterial.
Kampanjvideo:
Den tredje metoden bygger på materialets förmåga att ta upp allt ljus utan att reflektera något. Men det är inte så populärt, eftersom det inte kommer att vara möjligt att helt gömma objektet bakom det - det kommer att kasta en skugga.
”Det svåraste är att skapa ett material som är transparent för ett brett ljussträcka. Lyckligtvis är detta inte nödvändigt, för vanligtvis krävs osynlighetsfunktionen för en specifik uppgift. Till exempel att se till att en viss strålning förstör bara cancerceller och helt enkelt inte märker friska sådana. När det gäller osynlighetskappor som underhållning för människor, kommer de troligen inte att träffa marknaden när som helst snart. Det räcker för fysiker att bevisa att ett visst metamaterial fungerar, vilket kräver ett stycke några mikrometer i storlek. Det är helt enkelt inte intressant och väldigt dyrt att producera enorma "trasor", åtminstone för nu, "avslutar Basharin.
Olga Kolentsova