Nedávno nás vědci představili třetí životní jistotu, hned za smrtí a daněmi: každý, kdo podá zprávu o neviditelné technologii, musí zmínit Harryho Pottera.
Když jsem splnil tuto povinnost, nyní prozradím - s malou pýchou -, že jsem nikdy nečetl žádnou z knih s tímto mladým čarodějem. Ale zřejmě chlapec vlastní plášť, který ho činí neviditelným, a výše uvedení spisovatelé si užívají přemýšlení, zda tato fantastická postava hraje podle vědeckých faktických pravidel. Raději bych věděl, kdy můžeme mistra Pottera vyhodit z dohledu, a proto z mysli.
Pokud chci skrýt objekt - řekněme, populární fantazijní knihu uprostřed tabulky displeje - mám několik možností. Můžu to ukrást, když si myslím, že se nikdo nedívá. Nebo, pokud dávám přednost svému bytu před vězením, mohu knihu zakrýt nějakým pláštěm, takže se stůl jednoduše objeví prázdný.
Abych toho dosáhl, musím manipulovat se světlem, které proudí na vrcholu stolu, jako by se pohybovalo po šachovnicové dopravní síti. Úplné zastavení světla by bylo docela obtížné. Místo toho mohu přesměrovat tuto mřížku a změnit dráhu, kterou světlo vezme - a během procesu změnit to, co svítí.
Světlo považujte za auto jedoucí na jedné z tratí v této dopravní síti. Jeho cílem je dostat se z jednoho konce stolu na druhý. Když dosáhne středu, osvětlí knihu.
Předpokládejme, že někdo vykreslí dopravní kruh ve středu mřížky. V tomto případě se musí naše lehké auto obejít kolem centra a chybět kniha. V tomto scénáři by světlo stále dosáhlo druhého konce tabulky, ale nedokázalo by zasáhnout bestselleru uprostřed.
Změna cesty světla je však o něco složitější, než aby se auto zamotalo. Elektromagnetické vlny, jako je světlo, přísně následují původní, šachovnicovou síť. Materiály schopné změnit cestu světla v přírodě neexistují, až na výjimky. Ale s novou technologií mohou inženýři vytvořit malé dopravní policisty, nazývané metamateriály, které ohýbají světlo v neobvyklých směrech. Právě teď mají tyto metamateriály podobu malých kovových cívek a prutů.
Odtud je plán pro navrhování neviditelného pláště jasný. Krok 1: sestavte tyto metamateriály s otvorem ve středu. Krok 2: Umístěte požadovanou knihu dovnitř tohoto otvoru. Krok tři: podívejte se - nebo nevidíte - lehké víření přímo kolem okázalého jevu.
Bez ohledu na to, odkud osoba sleduje, účinek platí: jakmile světlo dokončí svou obvodovou cestu kolem pláště, obnoví normální cestu podobnou mřížce a zdá se, jako by se nikdy neztratil.
Vědci tuto myšlenku vyzkoušeli umístěním předmětu do takového pláště a vypálením mikrovlnného světla v jeho směru. Když shromáždili prostorová data na mikrovlnách, informace vytvořila obrázek, který vypadal, jako by světlo podél jeho cesty pokračovalo bez omezení.
Zde se však setkáváme s trochou frustrace. Mikrovlnné světlo nemůže detekovat nic menšího než jeho vlnová délka - asi palec - například metamateriály. Lidé však v mikrovlnných vlnách nevidí; vidíme barvy s mnohem menšími vlnovými délkami, na stupnici nanometrů. Skrytí předmětu před lidským zrakem by tedy vyžadovalo dramaticky menší metamateriály, než je jejich současná velikost.
Problém se zhoršuje. Aby světlo cestovalo kolem pláště a pokračovalo ve své původní cestě, musí se na krátký okamžik pohybovat rychleji než rychlost světla. Vědci mohou dosáhnout tohoto posílení na jedné světelné frekvenci, ale systém se rozpadne, když je zapojeno několik barev. Ačkoli by bylo možné maskovat nějakou žlutou v pruhovaném šátku mladého Pottera, červená bohužel zůstane.
Konečně, odklonění světla kolem pláště vyžaduje přesné umístění metamateriálů. To je v pořádku, pokud chceme zamaskovat stacionární objekt, ale je velmi obtížné udržet pohybující se objekt neviditelný - problém vzhledem k tomu, jak rychle tyto knihy létají z police.
Čelíme tedy nešťastnému Catch-22 (knize, kterou bychom se nikdy neodvážili zakrýt): Můžeme doufat, že neviditelná technologie se stane efektivnější, ale pokud ano, musíme přijmout nevyhnutelné vědecké články, které odkazují na vás, kdo ví .
Skutečným Wishful Thinker za tímto sloupcem byl inženýr David R. Smith z Duke University, jehož největším aktem neviditelnosti by mohl být způsob, jakým obchází otázku, kdy budeme mít plně funkční plášť.
Máte nápad, o kterém by se mělo uvažovat s přáním? Odeslat na
