Czapka niewidka fizyków

Baśniowa niewidzialność jest na wyciągnięcie ręki. Ale na razie w laboratorium i w bardzo małej skali

Aktualizacja: 19.03.2010 01:20 Publikacja: 19.03.2010 00:10

Zasłona z kryształów o specjalnych właściwościach sprawia, że wybrzuszenie złotej blaszki jest niewi

Zasłona z kryształów o specjalnych właściwościach sprawia, że wybrzuszenie złotej blaszki jest niewidoczne

Foto: Rzeczpospolita

Badacze stworzyli w laboratorium „kurtynkę“, która zasłoniła mikroskopijny garb na oglądanej przez mikroskop złotej blaszce.

[srodtytul]Kryształowy stos [/srodtytul]

Osiągnięcie to przybliża naukowców do stworzenia zasłony, która trójwymiarowy obraz uczyni zupełnie niewidzialnym dla ludzkiego oka. Wzbogaci także o nowe doświadczenia fizyków zajmujących się eksperymentami z materiałami, które mogą na nieznane dotąd sposoby zaginać i przewodzić światło. W dzisiejszym wydaniu magazynu „Science“ naukowcy publikują sprawozdanie z eksperymentu.

Doświadczenie przeprowadził Tolga Ergin z Karlsruhe Institute of Technology wraz z kolegami z własnego ośrodka i z Imperial College London. „Do budowy naszej struktury użyliśmy materiałów dostępnych na rynku“ – pisze w „Science“ Tolga Ergin.

Do zasłonięcia mikroskopijnego garbu (wielkości 90 x 30 x 10 mikrometrów – mikrometr to jedna milionowa metra) na złotej płytce o grubości 150 nanometrów (nanometr to jedna miliardowa metra) użył kryształów fotonicznych ułożonych w podobny sposób, w jaki układa się stos drewna. Powstał tzw. metamateriał ze specjalnych soczewek. Soczewki zostały tak ustawione przed garbem na płytce, że uginając część fal świetlnych, eliminują rozproszenie światła na wypukłej powierzchni. Obserwując płytkę pod mikroskopem z użyciem fali zbliżonej długością do światła widzialnego, naukowcy zobaczyli płaską powierzchnię.

Pierwszy działający „niewidzialny płaszcz“ zaprezentował japoński inżynier, prof. Susumu Tachi. Wykorzystał kamerę umieszczoną za plecami człowieka ubranego w płaszcz będący jednocześnie wyświetlaczem obrazu.

[srodtytul]Oszukać światło[/srodtytul]

Poważne badania podążają jednak w kierunku prawdziwej niewidzialności. Interesują się nimi wojskowi – wiadomo z jakich względów: chcą mieć nie tylko niewidoczne dla radarów samoloty i okręty w tzw. technologii stealth (już dostępnej), ale także prawdziwie niewidzialnych żołnierzy.

Eksperyment zaprezentowany właśnie w „Science“ to krok w tym kierunku. Podstawy do tego eksperymentu, a także innych, stworzyli inżynierowie, specjaliści od nanotechnologii. Dali fizykom metamateriał, który nie występuje w naturze.

Idea jest taka: aby stworzyć czapkę niewidkę, materiał, z którego byłaby uszyta, musiałby zaginać światło wokół obiektu, tak jak woda w rzece opływa kamień. Umożliwić to może tzw. ujemny współczynnik załamania fal elektromagnetycznych. Udało się to już uzyskać niektórym badaczom, np. Davidowi Smithowi z Duke University oraz Johnowi Pendry’emu z Imperial College London. Badacze „ukryli“ niewielki przedmiot, ale nie przed światłem, lecz mikrofalami.

Współczynnik załamania widoczny jest na przykład po włożeniu wiosła do wody. Wiemy, że jest proste, ale widzimy je tak, jakby było zagięte. To efekt załamania światła na granicy dwóch ośrodków: wody i powietrza. W tym wypadku współczynnik załamania jest dodatni. Gdyby był ujemny, część wiosła zanurzonego w wodzie widzielibyśmy ponad jej powierzchnią. To w naturze jest niemożliwe, ale w fizycznym laboratorium przyszłości – tak.

Problem w tym, że aby uzyskać taki ujemny współczynnik odbicia dla światła widzialnego, poszczególne elementy struktury metamateriału muszą być mniejsze niż długość fali światła widzialnego. Dlatego naukowcy najpierw zabrali się za mikrofale – długość fali w tym przypadku jest znacznie dłuższa niż fali światła widzialnego, a więc łatwiej zbudować odpowiedni metamateriał. Ze światłem widzialnym będzie trudniej. Na to musimy jeszcze poczekać.

[i]masz pytanie, wyślij e-mail do autora

[mail=k.urbanski@rp.pl]k.urbanski@rp.pl[/mail][/i]

Badacze stworzyli w laboratorium „kurtynkę“, która zasłoniła mikroskopijny garb na oglądanej przez mikroskop złotej blaszce.

[srodtytul]Kryształowy stos [/srodtytul]

Pozostało 96% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska