Ar Įmanoma Paslėpti Prietaisą?

{h1}

Maskavimo technologija gali pasiekti nematomumą, lenkiant šviesos bangas aplink objektą. Sužinokite, kaip veikia maskavimo įtaisas, ir sužinokite apie maskavimo technologijos apribojimus.

Tarp daugybės mokslinėje fantastikoje ir fantastikoje aptinkamų tropų nedaugelis yra populiaresnės už maskavimo įtaisą. Realiame pasaulyje mokslininkai jau seniai užsiima tyrimais, kurie bent jau pagerintų kamufliažo technologiją, paslėptų orlaivius nuo radaro ar papildytų mūsų žinias apie tai, kaip veikia šviesos ir elektromagnetinės bangos. 2006 m. Duke universiteto mokslininkų grupė pademonstravo supaprastintą maskavimo įtaisą. 2006 m. Spalio mėn. Kunigaikščio tyrimų grupė, vadovaujama daktaro Davido R. Smitho, žurnale „Science“ paskelbė tyrimą, kuriame aprašė supaprastintą maskavimo įtaisą. Nors jų įrenginys užmaskuoja objektą tik nuo vienos bangos ilgio mikrobangų šviesos, jis pateikia daugiau informacijos, kuri padės mums apsvarstyti, ar įmanoma realų maskavimo įtaisą naudoti.

Šis užmaskavimo įtaisas buvo pagamintas iš koncentrinių apskritimų grupės, kurios viduryje buvo cilindras, kuriame galėjo būti daiktas. Kai tyrėjai nukreipė mikrobangų šviesą į prietaisą, banga pasiskirstė, tekėjo aplink prietaisą ir vėl prisijungė iš kitos pusės. Dave'as Schurigas, Dr. Smitho komandos tyrėjas, palygino poveikį su "upės vandeniu, tekančiu aplink lygią uolieną" [Šaltinis: Duke University]. Viskas, kas dedama į cilindro vidų, yra apsikabinęs, -arba efektyviai nematomas mikrobangų šviesoje.

Įrenginys nėra tobulas. Tai sukuria tam tikrus iškraipymus ir „mikrobangų šešėlį“ [Šaltinis: New York Times]. Jis taip pat veikia tik vienos bangos ilgio mikrobangų šviesoje.

Norėdami pasiekti savo maskavimo efektą, kunigaikščio komanda panaudojo palyginti naują medžiagų klasę, vadinamą metamaterijos. Metamaterialų savybės grindžiamos jų struktūra, o ne chemija. Uždengimo įtaisui tyrėjai iš stiklo pluošto lakštų, antspauduotų vielos kilpomis, šiek tiek panašios į plokštę, padarė mozaikines konstrukcijas. Varinių laidų išdėstymas lemia jo sąveiką su elektromagnetiniais laukais. Unikalus metamaterjalų pranašumas yra tas, kad jie gali būti naudojami kuriant objektus, turinčius elektromagnetines charakteristikas, kurių neįmanoma rasti natūraliame pasaulyje.

Slėpimo įtaiso raktas yra galimybė, vadinama lūžio rodiklis. Objekto lūžio rodiklis arba lūžio rodiklis, nustato, kiek šviesos lenkia, kai praeina pro ją. Daugumos objektų lūžio rodiklis yra vienodas visame, todėl šviesa lenkiasi tik tada, kai kerta sieną į medžiagą. Tai įvyksta, pavyzdžiui, kai šviesa iš oro patenka į vandenį.

Jei medžiagos lūžio rodiklis yra didesnis nei 1, tai lemia, kad šviesa pasislenka į vidų. Čia pateikiami keli įprastų medžiagų lūžio rodikliai:

  • Oras - 1.0029
  • Ledas - 1,31
  • Vanduo - 1,33
  • Stiklas - 1,52
  • Safyras - 1,77
  • Deimantas - 2.417

Metamaterijos yra naudojamos gaminant objektus, kurių lūžio rodikliai yra nuo nulio iki 1. Duke'o komanda naudojo metamaterialus, kad jų užmaskavimo įtaisas turėtų laipsniškai skirtingus lūžio rodiklius - nuo 1 prietaiso išorėje, viduryje sumažėjant iki nulio. Rezultatas yra tai, kad mikrobangų lemputė subtiliai lenkiasi aplink prietaisą ir gali reformuotis kitoje pusėje, nors ir su tam tikrais aptinkamais iškraipymais.

Nors metamaterialai ir maskavimas yra įdomios technologijos, jie turi daug apribojimų. Pereikime prie kai kurių kitame puslapyje esančių.

Metamedžiagų ir maskavimo apribojimai

„Duke“ maskavimo įtaisas maskuoja objektą tik nuo vienos bangos ilgio mikrobangų šviesos.

„Duke“ maskavimo įtaisas maskuoja objektą tik nuo vienos bangos ilgio mikrobangų šviesos.

Kai kurios mokslinės sąvokos, susijusios su metamaterijais ir maskavimu, buvo ginčijamos. Žmonės taip pat abejojo, ar nematomumo apdangalas yra tikrai įmanoma. Prieš keletą metų kai kurie mokslininkai tvirtino, kad buvo įmanoma pasigaminti metamedžiagas su a neigiamas lūžio rodiklis. Iš pradžių daugelis ekspertų teigė, kad neigiamas lūžio rodiklis prieštarauja fizikos dėsniams, tačiau dabar dauguma sutinka, kad tai įmanoma. Nepaisant to, pasirodė sunku, kad matomos šviesos neigiamos refrakcijos metamaterijos būtų pagamintos (Neigiamos refrakcijos eksperimentai buvo atlikti su mikrobangų šviesą veikiančiomis medžiagomis.) Tačiau šiemet mokslininkai iš Vokietijos Karlsruhe universiteto ir Ames laboratorijos Ajovoje sugebėjo gaminti metamaterialus su neigiamas matomos šviesos lūžio rodiklis.

Tačiau dar reikia daug nuveikti, kol darbinis apsiaustas bus sukurtas daugiau nei vienam regimojo spektro bangos ilgiui, o tai yra mažiau nei mokslinės fantastikos filmuose. Šiuo metu gaminant įrenginį, kuris veikia visi matomos šviesos bangos ilgiai viršija mokslininkų galimybes. Jie taip pat dar nežino, ar net įmanoma vienu metu užmaskuoti kelis bangos ilgius.

Problema kyla dėl vario, naudojamo metamaterialuose. Varis turi būti mažesnis nei šviesos bangos ilgis, kurį jis veikia. Su mikrobangomis tai paprasta, nes kunigaikščio naudojami mikrobangos buvo šiek tiek daugiau nei 3 centimetrų ilgio. Variavimo kilpų vario kilpos buvo maždaug 3 milimetrų. Bet matoma šviesa yra nuo 400 iki 700 nanometrų, tūkstančius kartų mažesnė už mikrobangas. Varinės tų metamaterialų kilpos turėtų būti nuo 40 iki 70 nanometrų ilgio. Tokiems metamaterijams gali būti naudinga ateityje plėtojant nanotechnologijas.

Nors „Duke“ komandos maskavimo įtaisas turi aiškių trūkumų, tačiau technologijos ir metamaterialų galimybės yra didžiulės. Daktaras Smithas vengė didžiulių pasisakymų apie tai, kada galėtų būti sukurtas sudėtingesnis maskavimo įtaisas, tačiau čia yra keletas ateities galimybių, kurias pasiūlė mokslininkai:

  • Didelio pastato padarymas nematomu, kad būtų matyti kitoje pusėje esantis parkas
  • Pagerinti belaidžių įrenginių diapazoną leidžiant bangoms lenktis ir tekėti aplink kliūtis keliančius objektus
  • Sulankstytos karinės transporto priemonės ir užkampiai
  • Šešėlių ir atspindžių pašalinimas (pavyzdžiui, iš karinio lėktuvo)
  • Ypač didelės talpos saugojimo įrenginiai
  • Objektyvai, neturintys suliejimo efekto, todėl gaunami ypač ryškūs vaizdai

Jei visiška nematomybė yra panaikinta dešimtmečiais arba tiesiog neįmanoma, viena kita galimybė atrodo intriguojanti, ir tai nėra skirtinga nuo to, ką matėme kai kuriuose filmuose. Ateityje gali būti įmanoma sukurti tam tikrą fazinio maskavimo įtaisą, kuriame kiekviena matomos šviesos spektro spalva būtų apmušama sekundės dalį. Jei daiktas bus padarytas pakankamu greičiu, objektas greičiausiai bus permatomas, nors ir ne visai nematomas. Pagalvokite apie svetimą piktadarį „Plėšiko“ filmuose, kuris vos juntamas judant, bet iš esmės yra nematomas.

Galiausiai yra dar vienas veiksnys, ribojantis maskavimo įtaiso naudojimą, kurio mokslininkai sako, kad daugelis žmonių nesvarsto. Žmonės apsiaustos srityje negalėtų pamatyti, nes visa matoma šviesa lenktųsi ten, kur yra. Jie būtų nematomi, bet ir jie būtų akli.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie nematomumo apsiaustus ir susijusias temas, apsilankykite kitame puslapyje esančiose nuorodose.

Susiję „WordsSideKick.com“ straipsniai

  • Kaip veikia nematomumo apsiaustai
  • Kaip veikia šviesa
  • Kaip veiks padidinta realybė
  • Kaip veikia tamsiai švytintys daiktai?
  • Kaip toli ultravioletinė šviesa prasiskverbia į kūną?
  • Kaip veikia juoda šviesa?
  • Kaip veikia „First-Down Line“
  • Kaip veikia 3D akiniai

Daugiau puikių nuorodų

  • Profesoriaus Davido R. Smitho pagrindinis puslapis


Vaizdo Papildas: Ką reikėtų numatyti planuojant virtuvės baldus.




Tyrimas


Gunteris Siegmundas Stentas
Gunteris Siegmundas Stentas

Kvantinis Ryšys Pademonstruotas Realiomis Miesto Sąlygomis
Kvantinis Ryšys Pademonstruotas Realiomis Miesto Sąlygomis

Mokslas Naujienos


Duona, Pagaminta Iš Trupinių Miltelių, Gali Būti Užkrauta Bakterijų Sporomis
Duona, Pagaminta Iš Trupinių Miltelių, Gali Būti Užkrauta Bakterijų Sporomis

Taip, Jūs Galite Pamatyti „Tardigrades“ Su Pigiu Optiniu Mikroskopu
Taip, Jūs Galite Pamatyti „Tardigrades“ Su Pigiu Optiniu Mikroskopu

5 Būdai, Kaip Tėvystė Keičia Vyro Smegenis
5 Būdai, Kaip Tėvystė Keičia Vyro Smegenis

Čia Ateina Saulė: Šiaurės Pusrutulyje Šiandien Atvyksta Pavasario Lygiadienis
Čia Ateina Saulė: Šiaurės Pusrutulyje Šiandien Atvyksta Pavasario Lygiadienis

Tyrimas Siūlo, Kad Pagundai Būtų Lengviau Atsispirti, Nei Jūs Manote
Tyrimas Siūlo, Kad Pagundai Būtų Lengviau Atsispirti, Nei Jūs Manote


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com