"Envizibilite Caps" yo toujou envizib

Dènye nan yon seri "manto envizib" se youn ki fèt nan University of Rochester (1), ki sèvi ak sistèm optik apwopriye a. Sepandan, moun ki ensèten yo rele li kèk kalite trick illusionistic oswa efè espesyal, nan ki yon sistèm lantiy entelijan refrakte limyè ak twonpe vizyon obsèvatè a.

Gen kèk matematik trè avanse dèyè tout bagay-syantifik yo bezwen sèvi ak li pou jwenn ki jan yo mete kanpe de lantiy yo pou ke limyè a refrakte nan yon fason ke yo ka kache objè a dirèkteman dèyè yo. Solisyon sa a travay pa sèlman lè gade dirèkteman nan lantiy yo - yon ang 15 degre oswa yon lòt se ase.

1. "Invizibility Cap" ki soti nan University of Rochester.

Li ka itilize nan machin pou elimine tach avèg nan miwa oswa nan sal operasyon, sa ki pèmèt chirijyen yo wè nan men yo. Sa a se yon lòt nan yon seri long nan revelasyon sou teknoloji envizibki te vin jwenn nou nan dènye ane yo.

An 2012, nou te deja tande pale de "Cap of Invizibility" nan Inivèsite Ameriken Duke a. Se sèlman ki pi fouyanpòt la li lè sa a ke li te sou envizibilite nan yon ti silenn nan yon ti fragman nan spectre mikwo ond lan. Yon ane anvan, ofisyèl Duke rapòte sou teknoloji enfiltrasyon sonar ki ka sanble pwomèt nan kèk sèk.

Malerezman, li te envizibilite sèlman nan yon sèten pwen de vi ak nan yon dimansyon etwat, ki te fè teknoloji a nan ti kras itilize. Nan 2013, enjenyè san pran souf nan Duke te pwopoze yon aparèy enprime 3D ki kamouflaj yon objè mete andedan ak mikwo-twou nan estrikti a (2). Sepandan, ankò, sa te rive nan yon seri limite nan vag epi sèlman nan yon sèten pwen de vi.

Foto yo pibliye sou entènèt la te sanble pwomèt Cape Kanadyen konpayi Hyperstealth, ki nan 2012 te pibliye anba non an curieux nan Quantum Stealth (3). Malerezman, pwototip k ap travay pa janm te demontre, ni li te eksplike kijan li fonksyone. Konpayi an site pwoblèm sekirite kòm rezon ki fè yo e li rapòte ke li ap prepare vèsyon sekrè pwodwi a pou militè yo.

Monitè devan, kamera dèyè

Premye modènbouchon envizibilite» Entwodwi dis ane de sa pa enjenyè Japonè Prof. Susumu Tachi nan Inivèsite Tokyo. Li te itilize yon kamera pozisyone dèyè yon nonm ki te mete yon rad ki te tou yon monitè. Imaj ki soti nan kamera dèyè a te pwojte sou li. Nonm ki gen rad la te "envizib". Yon Trick menm jan an itilize pa aparèy la kamouflaj machin Adaptiv prezante nan deseni anvan an pa BAE Systems (4).

Li montre yon imaj enfrawouj "soti nan dèyè" sou zam tank la. Yon machin konsa tou senpleman pa wè nan aparèy pou wè. Lide a nan maske objè te pran fòm nan 2006. John Pendry nan Imperial College London, David Schurig ak David Smith nan Duke University pibliye teyori "optik transfòmasyon" nan jounal Syans epi prezante kijan li fonksyone nan ka mikwo ond (pi long longèdonn pase limyè vizib).

2. Yon "kap envizibilite" enprime nan twa dimansyon.

Avèk èd nan metamateryèl apwopriye, yon onn elektwomayetik ka koube nan yon fason ke yo kontoune objè ki antoure a epi retounen nan chemen aktyèl li yo. Paramèt ki karakterize reyaksyon jeneral optik mwayen an se endèks refraktif, ki detèmine konbyen fwa pi dousman pase nan vakyòm, limyè deplase nan mwayen sa a. Nou kalkile li kòm rasin pwodwi relatif pèmeyabilite elektrik ak mayetik.

relatif pèmeyabilite elektrik; detèmine konbyen fwa fòs entèraksyon elektrik nan yon sibstans bay mwens pase fòs entèraksyon nan vakyòm. Se poutèt sa, li se yon mezi ki jan fòtman chaj elektrik yo nan yon sibstans reponn a yon jaden elektrik ekstèn. Pifò sibstans yo gen yon permittivite pozitif, ki vle di ke jaden an chanje pa sibstans la toujou gen menm siyifikasyon an ak jaden an ekstèn.

Pèmeyabilite relatif mayetik m detèmine kijan chan mayetik la chanje nan yon espas ki ranpli ak yon materyèl bay, konpare ak jaden mayetik ki ta egziste nan yon vakyòm ak menm sous la ekstèn jaden mayetik. Pou tout sibstans ki rive natirèlman, pèmeyabilite relatif mayetik la pozitif. Pou medya transparan tankou vè oswa dlo, tout twa kantite yo pozitif.

Lè sa a, limyè, pase soti nan vakyòm oswa lè (paramèt lè yo sèlman yon ti kras diferan de vakyòm) nan mwayen an, se refrakte dapre lalwa a nan refraksyon ak rapò a nan sinis ang ensidans lan ak sinis ang refraksyon an se. egal a endèks refraktif pou mwayen sa a. Valè a se mwens pase zewo; ak m vle di ke elektwon yo andedan mwayen an deplase nan direksyon opoze ak fòs la kreye pa jaden an elektrik oswa mayetik.

Sa a se egzakteman sa k ap pase nan metal, nan ki gaz elèktron gratis sibi osilasyon pwòp li yo. Si frekans yon onn elektwomayetik pa depase frekans osilasyon natirèl sa yo nan elektwon, Lè sa a, osilasyon sa yo ekran jaden elektrik la nan vag la tèlman efikas ke yo pa pèmèt li antre byen fon nan metal la e menm kreye yon jaden ki dirije opoze. nan jaden an ekstèn.

Kòm yon rezilta, permittivite a nan yon materyèl sa yo negatif. Pa kapab antre fon nan metal la, radyasyon elektwomayetik reflete nan sifas metal la, ak metal la tèt li achte yon ekla karakteristik. E si tou de kalite permittivite yo te negatif? Kesyon sa a te poze an 1967 pa fizisyen Ris Viktor Veselago. Li sanble ke endèks la refraksyon nan yon mwayen sa a se negatif ak limyè se refrakte nan yon fason konplètman diferan pase swiv nan lalwa abityèl nan refraksyon.

5. Refraksyon negatif sou sifas yon metamateryèl - vizyalizasyon

Lè sa a, enèji vag elektwomayetik la transfere pi devan, men maksimòm vag elektwomayetik la deplase nan direksyon opoze ak fòm enpilsyon an ak enèji transfere a. Materyèl sa yo pa egziste nan lanati (pa gen okenn sibstans ki gen pèmeyabilite negatif mayetik). Se sèlman nan piblikasyon 2006 mansyone pi wo a ak nan anpil lòt piblikasyon ki te kreye nan ane ki vin apre yo, li te posib yo dekri ak, Se poutèt sa, bati estrikti atifisyèl ak yon endèks refraktif negatif (5).

Yo rele yo metamateryèl. Prefiks grèk "meta" vle di "apre", sa vle di, sa yo se estrikti ki fèt ak materyèl natirèl. Metamateryèl yo jwenn pwopriyete yo bezwen nan bati ti sikwi elektrik ki imite pwopriyete yo mayetik oswa elektrik nan materyèl la. Anpil metal gen yon pèmeyabilite elektrik negatif, kidonk li se ase yo kite plas pou eleman ki bay yon repons negatif mayetik.

Olye pou yo yon metal omojèn, yon anpil nan fil metal mens ranje nan fòm lan nan yon gri kib yo tache ak yon plak nan materyèl posibilite. Lè w chanje dyamèt fil yo ak distans ki genyen ant yo, li posib pou ajiste valè frekans yo nan ki estrikti a pral gen yon pèmeyabilite elektrik negatif. Pou jwenn pèmeyabilite negatif mayetik nan ka ki pi senp, konsepsyon an konsiste de de bag kase ki fèt ak yon bon kondiktè (pa egzanp, lò, ajan oswa kwiv) epi separe pa yon kouch yon lòt materyèl.

Yon sistèm sa yo rele yon resonator bag fann - abreje kòm SRR, ki soti nan angle a. Split-bag resonator (6). Akòz twou vid ki genyen nan bag yo ak distans ki genyen ant yo, li gen yon kapasite sèten, tankou yon kondansateur, e depi bag yo te fè nan materyèl konduktif, li tou gen yon sèten inductance, i.e. kapasite pou jenere kouran.

Chanjman nan jaden an ekstèn mayetik soti nan vag elektwomayetik la lakòz yon kouran koule nan bag yo, ak aktyèl sa a kreye yon jaden mayetik. Li sanble ke ak yon konsepsyon ki apwopriye, jaden an mayetik kreye pa sistèm lan dirije opoze a jaden an ekstèn. Sa a lakòz yon pèmeyabilite negatif mayetik nan yon materyèl ki gen eleman sa yo. Lè w mete paramèt sistèm metamateryèl la, yon moun ka jwenn yon repons negatif mayetik nan yon pakèt frekans vag.

meta - bilding

Rèv konsèpteur yo se bati yon sistèm kote vag yo ta depreferans koule alantou objè a (7). An 2008, syantis nan University of California, Berkeley, pou premye fwa nan listwa, te kreye materyèl ki genyen twa dimansyon ki gen yon endèks refraktif negatif pou limyè vizib ak tou pre enfrawouj, koube limyè nan yon direksyon opoze ak direksyon natirèl li. Yo te kreye yon nouvo metamateryèl lè yo konbine ajan ak fliyò mayezyòm.

Lè sa a, li koupe nan yon matris ki fòme ak zegwi miniature. Yo te obsève fenomèn nan refraksyon negatif nan longèdonn 1500 nm (tou pre enfrawouj). Nan kòmansman ane 2010, Tolga Ergin nan Karlsruhe Institute of Technology ak kòlèg li nan Imperial College London te kreye envizib rido limyè. Chèchè yo te itilize materyèl ki disponib sou mache a.

Yo te itilize kristal fotonik ki te mete sou yon sifas pou kouvri yon protrusion mikwoskopik sou yon plak lò. Se konsa, metamateryèl la te kreye nan lantiy espesyal. Lantiy ki opoze bos la sou plak la yo sitiye nan yon fason ke, lè yo detounen yon pati nan vag limyè yo, yo elimine gaye nan limyè sou bonbe a. Lè yo obsève plak la anba yon mikwoskòp, lè l sèvi avèk limyè ki gen yon longèdonn ki toupre sa ki nan limyè vizib, syantis yo te wè yon plak plat.

Apre sa, chèchè nan Duke University ak Imperial College London te kapab jwenn yon refleksyon negatif nan radyasyon mikwo ond. Pou jwenn efè sa a, eleman endividyèl nan estrikti metamateryèl la dwe mwens pase longèdonn limyè a. Se konsa, li se yon defi teknik ki mande pou pwodiksyon an nan estrikti metamateryèl piti anpil ki matche ak longèdonn limyè yo sipoze refrakte.

Limyè vizib (vyolèt rive wouj) gen yon longèdonn 380 a 780 nanomèt (yon nanomèt se yon milya dola nan yon mèt). Nanotechnologists nan Scottish University of St Andrews te vin pote sekou. Yo te resevwa yon sèl kouch metamateryèl trè pese. Paj yo nan New Journal of Physics dekri yon metaflex ki kapab koube longèdonn apeprè 620 nanomèt (limyè zoranj-wouj).

An 2012, yon gwoup chèchè Ameriken nan University of Texas nan Austin te vini ak yon trick konplètman diferan lè l sèvi avèk mikwo ond. Yon silenn ki gen yon dyamèt 18 cm te kouvwi ak yon materyèl plasma enpedans negatif, ki pèmèt manipilasyon pwopriyete yo. Si li gen egzakteman pwopriyete yo optik opoze nan objè a kache, li kreye yon kalite "negatif".

Kidonk, de vag yo sipèpoze epi objè a vin envizib. Kòm yon rezilta, materyèl la ka pliye plizyè chenn frekans diferan nan vag la pou yo koule alantou objè a, konvèje sou lòt bò a nan li, ki ka pa aparan nan yon obsèvatè deyò. Konsèp teyorik ap miltipliye.

Anviwon yon douzèn mwa de sa, Advanced Optical Materials te pibliye yon atik sou yon etid syantifik nan Inivèsite Santral Florida ki te fè posib. Ki moun ki konnen si yo echwe pou pou simonte restriksyon ki egziste deja sou "chapo envizib» Bati nan metamateryèl. Dapre enfòmasyon yo pibliye, disparisyon nan objè a nan seri a limyè vizib se posib.

7. Fason teyorik pou koube limyè sou yon objè envizib

Debashis Chanda ak ekip li a dekri itilizasyon yon metamateryèl ak yon estrikti ki genyen twa dimansyon. Li te posib jwenn li gras a sa yo rele. enprime nanotransfer (NTP), ki pwodui kasèt metal-dielectric. Endèks refraktif la ka chanje pa metòd nanoengineering. Dwe pwopagasyon limyè a dwe kontwole nan estrikti sifas ki genyen twa dimansyon nan materyèl la lè l sèvi avèk metòd la sonorite elektwomayetik.

Syantis yo trè pridan nan konklizyon yo, men nan deskripsyon teknoloji yo, li klè ke kouch nan yon materyèl sa yo kapab detounen onn elektwomayetik nan yon gwo limit. Anplis de sa, fason yo jwenn nouvo materyèl la pèmèt pwodiksyon an nan gwo zòn, ki te mennen kèk nan rèv nan avyon de gè ki kouvri nan kamouflaj sa yo ki ta bay yo ak envizibilite konplè, soti nan rada a lajounen.

Aparèy kache lè l sèvi avèk metamateryèl oswa teknik optik pa lakòz disparisyon aktyèl la nan objè, men se sèlman envizibilite yo nan zouti deteksyon, epi byento, petèt, nan je la. Sepandan, deja gen plis lide radikal. Jeng Yi Lee ak Ray-Kuang Lee soti nan Taiwan Nasyonal Tsing Hua University te pwopoze yon konsèp teyorik nan yon pwopòsyon "kapo nan envizibilite" ki kapab retire objè pa sèlman nan jaden an de vi, men tou, soti nan reyalite kòm yon antye.

Sa a pral travay menm jan ak sa ki te diskite pi wo a, men ekwasyon Schrödinger yo pral itilize olye pou yo ekwasyon Maxwell yo. Pwen an se detire jaden pwobabilite objè a pou li egal a zewo. Teyorikman, sa a posib nan mikwoskal la. Sepandan, li pral pran yon bon bout tan pou tann pou posiblite teknolojik nan fabrikasyon tankou yon kouvèti. Tankou nenpòt "bouchon envizibilite"Sa ki ka di ke li te reyèlman kache yon bagay nan opinyon nou an.