Tá “Caipíní Dofheictheachta” fós dofheicthe

Is é an ceann is déanaí i sraith "cloaks of invisibility" an ceann a rugadh in Ollscoil Rochester (1), a úsáideann an córas optúil cuí. Mar sin féin, tugann skeptics cleas illusionistic nó éifeacht speisialta de chineál éigin air, ina ndéanann córas lionsa cliste solas a athraonadh agus fís an bhreathnóra a mhealladh.

Tá roinnt matamaitice ardfhorbartha taobh thiar de - ní mór d'eolaithe é a úsáid chun an dá lionsa a shocrú ionas go n-athraontaítear an solas sa chaoi is gur féidir leo an réad a cheilt díreach taobh thiar díobh. Oibríonn an réiteach seo ní hamháin nuair a fhéachann tú go díreach ar na lionsaí - is leor uillinn 15 céim nó ceann eile.

1. "Caipín Dofheictheachta" ó Ollscoil Rochester.

Is féidir é a úsáid i gcarranna chun spotaí dalla a dhíchur i scátháin nó i seomraí oibriúcháin, rud a ligeann do mháinlianna a fheiceáil trína lámha. Seo ceann eile i sraith fhada de nochtadh faoi teicneolaíocht dofheictheatá tagtha chugainn le blianta beaga anuas.

In 2012, chuala muid cheana féin faoi "Cap of Invisibility" ó Ollscoil Diúc Mheiriceá. Ní raibh ach an té is fiosrach a léigh an uair sin go raibh sé faoi dofheictheacht sorcóir beag i blúire beag bídeach den speictream micreathonn. Bliain roimhe sin, thuairiscigh oifigigh Diúc ar theicneolaíocht stealth sonar a d'fhéadfadh a bheith geallta i roinnt ciorcail.

Ar an drochuair, bhí dofheictheacht ach ó thaobh áirithe de agus i raon feidhme caol, a rinne an teicneolaíocht a úsáid beag. In 2013, mhol na hinnealtóirí gan staonadh ag Duke gléas clóite 3D a rinne duaithníocht ar rud a cuireadh taobh istigh le micrea-phoill sa struchtúr (2). Mar sin féin, arís, tharla sé seo i raon teoranta tonnta agus gan ach ó thaobh áirithe de.

Bhí cuma dóchasach ar na grianghraif a foilsíodh ar an Idirlíon cuideachta Rinn Cheanada Hyperstealth, a fógraíodh in 2012 faoin ainm suimiúil Quantum Stealth (3). Ar an drochuair, níor léiríodh fréamhshamhlacha oibre riamh, agus níor míníodh conas a oibríonn sé. Luann an chuideachta saincheisteanna slándála mar an chúis agus tuairiscíonn go criptí go bhfuil siad ag ullmhú leaganacha rúnda den táirge don arm.

Monatóir tosaigh, ceamara cúil

An chéad nua-aimsearthacaipín dofheictheachta» Arna thabhairt isteach deich mbliana ó shin ag innealtóir Seapánach an tOllamh. Susumu Tachi ó Ollscoil Tóiceo. D'úsáid sé ceamara suite taobh thiar d'fhear a bhí ag caitheamh cóta a bhí ina mhonatóir freisin. Teilgeadh an íomhá ón gceamara cúil air. Bhí an fear clóca "dofheicthe". Úsáidtear cleas den chineál céanna ag an bhfeiste duaithníochta feithicle Adaptiv a tugadh isteach sna deich mbliana roimhe sin ag BAE Systems (4).

Taispeánann sé íomhá infridhearg "ón taobh thiar" ar armúr an umair. Go simplí ní fheictear a leithéid de mheaisín i bhfeistí radhairc. Tháinig an smaoineamh ar rudaí a chumhdach i 2006. D'fhoilsigh John Pendry ó Imperial College London, David Schurig agus David Smith ó Ollscoil Diúc an teoiric "optaice claochlaithe" san iris Science agus chuir siad i láthair conas a oibríonn sé i gcás micreathonnta (tonnfhaid níos faide ná solas infheicthe).

2. "caipín dofheictheachta" clóite i dtrí thoise.

Le cabhair ó mheiteábhair chuí, is féidir tonn leictreamaighnéadach a lúbadh ar bhealach a sheachnaíonn an rud máguaird agus filleadh ar a chonair reatha. Is é an paraiméadar arb iad is sainairíonna imoibriú optúil ginearálta an mheáin an t-innéacs athraonta, a chinneann cé mhéad uair níos moille ná i bhfolús, bogann solas sa mheán seo. Ríomhaimid é mar fhréamh táirge na tréscaoilteachta leictreacha agus maighnéadacha coibhneasta.

tréscaoilteacht choibhneasta leictreach; a chinneann cé mhéad uair a bhíonn an fórsa idirghníomhaíochta leictrigh i substaint ar leith níos lú ná an fórsa idirghníomhaíochta i bhfolús. Dá bhrí sin, is tomhas é ar cé chomh láidir is a fhreagraíonn na muirir leictreacha laistigh de shubstaint do réimse leictreach seachtrach. Tá ceadúlacht dhearfach ag formhór na substaintí, rud a chiallaíonn go bhfuil an bhrí chéanna fós ag an réimse a d’athraigh an tsubstaint agus atá ag an réimse seachtrach.

Cinneann an tréscaoilteacht mhaighnéadaigh choibhneasta m conas a athraíonn an réimse maighnéadach i spás atá líonta le hábhar ar leith, i gcomparáid leis an réimse maighnéadach a bheadh ​​ann i bhfolús leis an bhfoinse seachtrach réimse maighnéadach céanna. I gcás gach substainte a tharlaíonn go nádúrtha, tá an tréscaoilteacht maighnéadach coibhneasta dearfach. Maidir le meáin thrédhearcacha cosúil le gloine nó uisce, tá na trí chainníocht dearfach.

Ansin déantar solas, ag dul ó fholús nó aer (paraiméadair aeir ach beagán difriúil ón bhfolús) isteach sa mheán, a athraonadh de réir dhlí an athraonta agus is é an cóimheas idir sine an uillinn mhinicíochta agus sine an uillinn athraonta. comhionann leis an innéacs athraonta don mheán seo. Tá an luach níos lú ná nialas; agus ciallaíonn m go ngluaiseann na leictreoin laistigh den mheán sa treo eile leis an bhfórsa a chruthaíonn an réimse leictreach nó maighnéadach.

Is é seo go díreach a tharlaíonn i miotail, ina dtéann an saorghás leictreoin faoi a ascaluithe féin. Mura sáraíonn minicíocht na toinne leictreamaighnéadach minicíocht na n-ascaluithe nádúrtha seo de leictreon, ansin déanann na ascaluithe seo réimse leictreach na toinne a scagadh ar bhealach éifeachtach ionas nach ligeann siad dó dul isteach go domhain sa mhiotal agus fiú réimse a chruthú atá dírithe ar an mhalairt. chuig an réimse seachtrach.

Mar thoradh air sin, tá ceadúlacht ábhar den sórt sin diúltach. Ní féidir dul isteach go domhain isteach sa mhiotail, léirítear radaíocht leictreamaighnéadach ó dhromchla an mhiotail, agus faigheann an miotail féin luster tréith. Cad a tharlaíonn má bhí an dá chineál ceada diúltach? D'iarr an fisiceoir Rúise Viktor Veselago an cheist seo i 1967. Tharlaíonn sé go raibh an t-innéacs athraonta de mheán den sórt sin diúltach agus tá solas athraonadh ar bhealach go hiomlán difriúil ná mar a leanas ó ghnáthdhlí an athraonta.

5. Athraonadh diúltach ar dhromchla metamaterial - léirshamhlú

Ansin aistrítear fuinneamh na tonnta leictreamaighnéadacha ar aghaidh, ach bogann uasmhéid na tonnta leictreamaighnéadacha sa treo eile go dtí cruth na impulse agus an fhuinneamh aistrithe. Níl ábhair den sórt sin ann sa nádúr (níl aon substaintí le tréscaoilteacht mhaighnéadach diúltach). Ach amháin i bhfoilseachán 2006 a luaitear thuas agus i go leor foilseachán eile a cruthaíodh sna blianta ina dhiaidh sin, bhíothas in ann cur síos a dhéanamh agus, dá bhrí sin, struchtúir shaorga a thógáil le hinnéacs athraonta diúltach (5).

Tugtar meiteábhair orthu. Ciallaíonn réimír na Gréige "meta" "tar éis", is é sin, is struchtúir iad seo déanta as ábhair nádúrtha. Faigheann meite-ábhair na hairíonna a theastaíonn uathu trí chiorcaid bheaga leictreacha a thógáil a dhéanann aithris ar airíonna maighnéadacha nó leictreacha an ábhair. Tá tréscaoilteacht leictreach diúltach ag go leor miotail, mar sin is leor seomra a fhágáil le haghaidh eilimintí a thugann freagra diúltach maighnéadach.

In ionad miotail aonchineálach, tá go leor sreanga miotail tanaí socraithe i bhfoirm greille ciúbach ceangailte le pláta ábhar inslithe. Trí thrastomhas na sreanga agus an fad eatarthu a athrú, is féidir na luachanna minicíochta a choigeartú ag a mbeidh tréscaoilteacht leictreach diúltach ag an struchtúr. Chun tréscaoilteacht mhaighnéadach diúltach a fháil sa chás is simplí, tá an dearadh comhdhéanta de dhá fháinne briste déanta as seoltóir maith (mar shampla, óir, airgead nó copar) agus scartha le sraith d'ábhar eile.

Tugtar athshonadóir fáinne scoilte ar a leithéid de chóras - giorraithe mar SRR, ón mBéarla. Resonator scoilt-fáinne (6). Mar gheall ar na bearnaí sna fáinní agus an fad eatarthu, tá toilleas áirithe aige, cosúil le toilleoir, agus ós rud é go bhfuil na fáinní déanta as ábhar seoltaí, tá ionduchtacht áirithe aige freisin, i.e. cumas sruthanna a ghiniúint.

Cuireann athruithe sa réimse maighnéadach seachtrach ón tonn leictreamaighnéadach faoi deara sruth a shreabhadh sna fáinní, agus cruthaíonn an sruth seo réimse maighnéadach. Tarlaíonn sé, le dearadh cuí, go bhfuil an réimse maighnéadach a chruthaíonn an córas dírithe os coinne an réimse seachtrach. Mar thoradh air seo bíonn tréscaoilteacht mhaighnéadach dhiúltach d’ábhar ina bhfuil a leithéid d’eilimintí. Trí pharaiméadair an chórais metamaterial a leagan síos, is féidir le duine freagra maighnéadach diúltach a fháil i raon sách leathan minicíochtaí tonnta.

meta - foirgneamh

Is é aisling na ndearthóirí córas a thógáil ina mbeadh na tonnta ag sreabhadh go hidéalach timpeall an ruda (7). In 2008, chruthaigh eolaithe in Ollscoil California, Berkeley, don chéad uair sa stair, ábhair thríthoiseach a bhfuil innéacs athraonta diúltach acu le haghaidh solas infheicthe agus gar-infridhearg, ag lúbadh solas i dtreo os coinne a threo nádúrtha. Chruthaigh siad meitea-ábhar nua trí airgead a chomhcheangal le fluairíd mhaignéisiam.

Ansin tá sé gearrtha i maitrís comhdhéanta de shnáthaidí miniature. Tá feiniméan an athraonta diúltach tugtha faoi deara ag tonnfhaid 1500 nm (in aice le infridhearg). Go luath in 2010, chruthaigh Tolga Ergin ó Institiúid Teicneolaíochta Karlsruhe agus comhghleacaithe ag Imperial College London dofheicthe imbhalla éadrom. Bhain na taighdeoirí úsáid as ábhair a bhí ar fáil ar an margadh.

Bhain siad úsáid as criostail fhótónacha atá leagtha ar dhromchla chun protrusion micreascópach a chlúdach ar phláta óir. Mar sin cruthaíodh an meitea-ábhar ó lionsaí speisialta. Tá na lionsaí os coinne an chromáin ar an pláta suite sa chaoi is go gcuireann siad deireadh le scaipeadh an tsolais ar an mbolg trí chuid de na tonnta solais a shraonadh. Trí bhreathnú ar an pláta faoi mhicreascóp, ag baint úsáide as solas le tonnfhad gar don solas infheicthe, chonaic na heolaithe pláta cothrom.

Níos déanaí, bhí taighdeoirí ó Ollscoil Duke agus Imperial College London in ann léiriú diúltach a fháil ar radaíocht micreathonn. Chun an éifeacht seo a fháil, ní mór gnéithe aonair den struchtúr metamaterial a bheith níos lú ná tonnfhad an tsolais. Mar sin is dúshlán teicniúil é a éilíonn go dtáirgtear struchtúir an-bheaga meitea-ábhar a mheaitseálann an tonnfhad solais a bhfuil siad ceaptha a athraonadh.

Tá tonnfhad 380 go 780 nanaiméadar ag solas infheicthe (violet go dearg) (is é an billiúnú méadar é nanaiméadar). Tháinig nanaitheicneolaíochtaí ó Ollscoil Chill Rìmhinn in Albain chun tarrthála. Fuair ​​​​siad sraith amháin de mheitea-ábhar thar a bheith dlúth mogaill. Déanann leathanaigh an New Journal of Physics cur síos ar mheiteflex atá in ann tonnfhaid de thart ar 620 nanaiméadar (solas oráiste-dearg) a lúbadh.

In 2012, tháinig grúpa taighdeoirí Meiriceánacha ag Ollscoil Texas ag Austin suas le cleas go hiomlán difriúil ag baint úsáide as micreathonnta. Bhí sorcóir le trastomhas 18 cm brataithe le hábhar plasma impedance diúltach, rud a cheadaíonn na hairíonna a ionramháil. Má tá go díreach os coinne airíonna optúla an rud i bhfolach, cruthaíonn sé ar chineál an "diúltacha".

Mar sin, forluíonn an dá thonn agus éiríonn an réad dofheicthe. Mar thoradh air sin, is féidir leis an ábhar roinnt raonta minicíochta éagsúla den tonn a lúbadh ionas go sreabhann siad timpeall an ruda, ag teacht le chéile ar an taobh eile de, rud nach bhféadfadh breathnóir lasmuigh a bheith faoi deara. Tá coincheapa teoiriciúla ag dul i méid.

Thart ar dhosaen mí ó shin, d'fhoilsigh Advanced Optical Materials alt faoi staidéar a d'fhéadfadh a bheith úrnua ag eolaithe in Ollscoil Florida Láir. Cé a fhios má theip orthu na srianta atá ann cheana a shárú ar "hataí dofheicthe» Tógtha as meiteábhair. De réir na faisnéise a d'fhoilsigh siad, is féidir an rud a imithe sa raon solais infheicthe.

7. Bealaí teoiriciúla chun solas a lúbadh ar rud dofheicthe

Déanann Debashis Chanda agus a fhoireann cur síos ar úsáid meitea-ábhar le struchtúr tríthoiseach. Bhí sé indéanta é a fháil a bhuíochas leis an mar a thugtar air. priontáil nana-aistrithe (NTP), a tháirgeann téipeanna miotail-tréleictreach. Is féidir an t-innéacs athraonta a athrú trí mhodhanna nana-innealtóireachta. Ní mór an cosán iomadú solais a rialú i struchtúr dromchla tríthoiseach an ábhair ag baint úsáide as an modh athshondais leictreamaighnéadach.

Tá eolaithe an-aireach ina gcuid conclúidí, ach ón gcur síos ar a dteicneolaíocht tá sé soiléir go leor go bhfuil bratuithe d'ábhar den sórt sin in ann tonnta leictreamaighnéadacha a shraonadh go mór. Ina theannta sin, ceadaíonn an bealach a fhaightear an t-ábhar nua limistéir mhóra a tháirgeadh, rud a d'fhág go raibh aisling ag roinnt trodaithe a bhí clúdaithe i duaithníocht den sórt sin a chuirfeadh ar fáil dóibh. dofheictheacht iomlán, ó radar go solas an lae.

Ní chuireann feistí folaithe a úsáideann meta-ábhair nó teicnící optúla faoi deara go n-imíonn rudaí ar iarraidh, ach amháin a n-infheictheacht d'uirlisí braite, agus go luath, b'fhéidir, don tsúil. Mar sin féin, tá smaointe níos radacaí ann cheana féin. Mhol Jeng Yi Lee agus Ray-Kuang Lee ó Ollscoil Tsing Hua Náisiúnta na Téaváine coincheap teoiriciúil de "brat dofheictheachta" chandamach atá in ann rudaí a bhaint ní hamháin ón réimse radhairc, ach freisin ón réaltacht ina iomláine.

Oibreoidh sé seo cosúil leis an méid a pléadh thuas, ach úsáidfear cothromóid Schrödinger in ionad cothromóidí Maxwell. Is é an pointe ná réimse dóchúlachta an réada a shíneadh ionas go mbeidh sé cothrom le nialas. Teoiriciúil, is féidir é seo ag an microscale. Mar sin féin, tógfaidh sé go leor ama fanacht ar na féidearthachtaí teicneolaíochta a bhaineann le clúdach den sórt sin a mhonarú. Cosúil le haon"caipín dofheictheachta“Is féidir a rá go raibh rud éigin á cheilt aici ónár dtuairim.