211service.com
Usynlighedskappe i menneskeskala afsløret
I løbet af det sidste årti eller deromkring har usynlighedskapper fanget både forskeres og offentlighedens fantasi. Spændingen er baseret på to fremskridt.
Den første er ideen om transformationsoptik – evnen til at bøje lys rundt om et område i rummet for at få det til at se ud, som om det ikke var der. Den anden er skabelsen af metamaterialer, syntetiske stoffer med optiske egenskaber ukendt i naturen, som kan designes til at nå dette mål.
Et af målene på dette område er at skabe en kappe i Harry Potter-stil, der er i stand til at skjule et menneske ved alle optiske frekvenser i alle retninger. En bonus ville være evnen til at gøre denne enhed så stor eller lille som nødvendigt, så den kan skjule genstande af enhver størrelse.
At opnå alle disse funktioner er i øjeblikket umuligt. Der er altid et kompromis. Den første kappe fungerede kun ved en enkelt mikrobølgefrekvens. Nyere kapper fungerer over hele en række optiske frekvenser, men kan kun skjule små objekter over en begrænset betragtningsvinkel.
I dag viser John Howell ved University of Rochester i New York og Benjamin Howell, hvordan man laver simple kapper, der skjuler enorme objekter over hele det optiske spektrum, dog med et betydeligt kompromis. En af deres enheder er stor nok til at skjule en person.
Deres tilgang er hovedslappende enkel. I stedet for at bruge komplekse metamaterialer til at styre lyset, gør Howells det samme arbejde med konventionelle linser og spejle.
De skaber simpelthen en række linser eller spejle, der styrer lyset rundt i det område af rummet, de ønsker at skjule.
Det betyder, at deres kapper er enkle at bygge og nemme at skalere. Specielt spejle kan laves næsten alle størrelser.
Resultaterne er imponerende. Deres billeder viser tydeligt, hvordan de kan dække genstande på størrelse med børnelegetøj over hele det optiske område.
Og kappen, de har bygget ved hjælp af spejle, er stor nok til at skjule et menneske. Billedet her viser, hvordan de har brugt det til at dække en stol med en skraldespand bagved. Dette bind er tilstrækkeligt til at dække et menneske, omend med ikke så meget bekvemmelighed som Harry Potters kappe, siger Howells.
Spejlkappen er faktisk ikke et nyt design og har været brugt i årevis af tryllekunstnere, et punkt, som Howells let erkender. Det punkt, vi ønsker at understrege, er ikke nyheden, men letheden ved at skalere til næsten vilkårlig størrelse, siger de.
Disse kapper er på ingen måde perfekte. Faktisk er der en meget væsentlig advarsel i deres design - de virker kun i én retning. Se disse kapper fra alt andet end denne retning, og listen afsløres hurtigt.
Ikke desto mindre er der vigtige anvendelser for store, ensrettede kapper. Enhederne kan have værdi, for eksempel i at skjule satellitter i kredsløb mellem mellem og høj jord, påpeger Howells.
Det er en simpel idé med imponerende resultater. Og en, der måske ender med at blive brugt før end senere. Det er ikke svært at tænke på organisationer, der måske ønsker at skjule satellitter, når de kredser om Jorden. Men hvis det sker, hvordan vil vi så nogensinde vide det?
Ref: arxiv.org/abs/1306.0863 : Enkel, bredbånds, optisk rumlig tilsløring af meget store objekter