211service.com
Kinesiske fysikere bygger spøgelsesdækningsanordning
Illusionskapper, der får et objekt til at ligne et andet, er en fascinerende form for usynlighedsanordning. Den generelle idé er, at en sådan enhed ville få et æble til at ligne en banan eller et jagerfly til at ligne et passagerfly. Dette ville klart have vigtige anvendelser.
Men mens materialeforskere har gjort store fremskridt med at bygge almindelige usynlighedskapper, der fungerer i mikrobølger, infrarøde og optiske dele af spektret, er det meget sværere at lave illusionskapper. Det skyldes, at de skræddersyede materialer, de er afhængige af, kræver fremstillingsteknikker, der virker som en fjern drøm.
I dag siger Tie Jun Cui og venner på Southeast University i Nanjing, Kina, at de har designet og bygget et praktisk alternativ til illusionskapper, som de kalder en spøgelseskappe.
Konventionelle illusionskapper er afhængige af en to-trins proces. Den første er en slags usynlighedsstadie, som forvrænger indkommende lys for at fjerne spredningseffekten af den tilslørede genstand, f.eks. et æble. Det andet trin forvrænger så det spredte lys for at få det til at se ud, som om det er blevet spredt fra et andet objekt, for eksempel en banan. Resultatet er, at æblet ender med at ligne en banan.
Men materialer, der kan udføre denne to-trins proces, er for krævende at lave med nuværende teknikker.
Så Tie Jun Cui og co har udviklet en enkelttrinsproces, der opnår en lidt anderledes effekt. Deres idé er at gøre op med den første fase, der gør æblet usynligt.
I stedet tager deres enhed lyset spredt fra æblet og forvrænger det, så det ligner noget andet, såsom en banan. Effektens symmetri - lyset er spredt på begge sider af æblet - betyder, at denne tilgang producerer to spøgelsesbananer, en på hver side af æblet. Teknikken fjerner ikke æblet helt, men forvrænger det, så det ser meget mindre ud.
Så resultatet er, at æblet ændres til et meget mere komplekst billede, der er væsentligt anderledes end originalen.
Den store fordel ved denne tilgang er, at den kan opnås nu med eksisterende teknologi. Tie Jun Cui og co simulerer først effekten af deres spøgelseskappe på en computermodel.
De fortsætter derefter med at bygge en fungerende prototype ved hjælp af koncentriske cylindre af splitring-resonatorer, der fungerer i 2 dimensioner. De siger, at resultaterne af deres test på denne enhed nøje matcher resultaterne af simuleringen.
Det er et interessant fremskridt. Evnen til at forvrænge og camouflere objekter er helt klart nyttig. Et vigtigt spørgsmål er dog, om den forvrængning, som denne enhed tilbyder, er god nok til praktiske anvendelser. Tie Jun Cui og co nævner sikkerhedsforbedring, men hvor effektivt dette ville være, når det originale objekt stadig er synligt, omend i krympet form, kan diskuteres.
Det kan være, at der er måder at forbedre præstationen på, så det bliver interessant at se, hvad dette hold kommer ud med næste gang.
Ref: arxiv.org/abs/1301.3710 : Oprettelse af spøgelsesillusioner ved hjælp af metamaterialer i bølgedynamik