Po celá léta sci-fi a fantasy autoři snili o magických objektech - jako je Harry Potterův neviditelný plášť nebo Bilbo Bagginsův prsten - které by lidi a věci neviditelní. Minulý týden tým vědců z University of Texas v Austinu oznámil, že šli o krok dále k tomuto cíli. Pomocí metody známé jako „plazmmonické maskování“ zakryli trojrozměrný objekt ve volném prostoru.
Související obsah
- Geometrické tvary inspirují nové, pružné materiály
Objekt, válcová trubice dlouhá asi 7 palců, byl pro mikrovlny „neviditelný“, nikoli viditelné světlo - takže to není jako kdybyste mohli vstoupit do experimentálního přístroje a nevidět předmět. Ale úspěch je přesto docela ohromující. Porozumění principům maskování objektu z mikrovlny by mohlo teoreticky vést ke skutečné neviditelnosti dostatečně brzy. Studie, publikovaná na konci ledna v New Journal of Physics, přesahuje předchozí experimenty, ve kterých byly dvojrozměrné objekty skryty před různými vlnovými délkami světla.
Jak to vědci udělali? Za normálních podmínek vidíme objekty, když viditelné světlo odrazí od nich a do našich očí. Unikátní „plazmonické metamateriály“, ze kterých byl plášť vyroben, však dělají něco jiného: rozptylují světlo různými směry. „Když se rozptýlená pole z pláště a předmětu vzájemně ovlivňují, vzájemně se ruší a celkovým účinkem je transparentnost a neviditelnost ve všech úhlech pozorování, “ řekla profesorka Andrea Alu, spoluautorka studie.
Aby se testoval maskovací materiál, výzkumný tým s ním zakryl válcovou trubici a podrobil instalaci výbuchu mikrovlnného záření. Kvůli rozptylovému účinku plasmonického materiálu výsledné mapování mikrovln nebylo objektem odhaleno. Další experimenty odhalily, že tvar objektu neovlivnil účinnost materiálu a tým věří, že je teoreticky možné maskovat více objektů najednou.
Dalším krokem je samozřejmě vytvoření maskovacího materiálu schopného zakrýt nejen mikrovlny, ale i vlny viditelného světla - neviditelný plášť, který bychom mohli nosit v každodenním životě. Alu však říká, že použití plazmonických materiálů ke skrytí větších objektů (jako například lidského těla) je stále ještě daleko:
V zásadě by tato technika mohla být použita k maskování světla; ve skutečnosti jsou některé plasmonické materiály přirozeně dostupné při optických frekvencích. Velikost objektů, které lze účinně maskovat touto metodou, však mění měřítko s vlnovou délkou operace, takže při použití na optické frekvence můžeme být schopni účinně zastavit rozptyl objektů o velikosti mikrometrů.
Jinými slovy, pokud se pomocí této metody pokusíme něco před lidskýma očima skrýt, muselo by to být malé - mikrometr je jedna tisícina milimetru. Přesto by to mohlo být užitečné:
Maskování malých předmětů může být vzrušující pro různé aplikace. Například v současné době zkoumáme aplikaci těchto konceptů na zakrytí mikroskopického hrotu při optických frekvencích. To může velmi prospět biomedicínským a optickým měřením v blízkém poli.
V roce 2008 vytvořil tým Berkeley ultratenký materiál s potenciálem, aby jednoho dne objekty byly neviditelné, a začátkem tohoto roku dokázala skupina vědců z Cornellů financovaných DARPA skrýt skutečnou událost 40 pikosekund dlouho (což je 40 biliónů sekundy sekunda) vyladěním rychlosti toku světla.
Pláště neviditelnosti mohou být stále ještě roky pryč, ale zdá se, že jsme vstoupili do Age of Invisibility.
