Bίντεο: μια απλή κατασκευή μανδύα αορατότητας

Posted on 11/06/2013

0


Οι John και Benjamin Howell (ο πατέρας και ο δεκατετράχρονος γιος του) «εξαφανίζουν» μεγάλα αντικείμενα


Οι περισσότεροι από τους πειραματικούς αόρατους μανδύες που έχουν παρουσιαστεί την τελευταία δεκαετία βασίζονται στα λεγόμενα μεταϋλικά: φουτουριστικές υλικά σχεδιασμένα σε επίπεδο μικροκλίμακας, τα οποία έχουν οπτικές ιδιότητες που δεν απαντώνται στη φύση, και μπορούν να εκτρέπουν το φως γύρω από αντικείμενα.
cloac1Απώτερος στόχος είναι η δημιουργία ενός μανδύα που θα κρύβει ακόμα και μεγάλα αντικείμενα σε όλα τα μήκη κύματος και σε όλες τις γωνίες θέασης. Σήμερα, όμως, αυτό είναι απλά αδύνατο. Ορισμένες πειραματικές διατάξεις λειτουργούν μόνο στην περιοχή των μικροκυμάτων, μόνο σε ορισμένες γωνίες θέασης, ή μόνο σε πολύ μικρά αντικείμενα.

Οι νέοι μανδύες έχουν κι αυτοί σημαντικούς περιορισμούς, βασίζονται όμως σε απλά, καθημερινά υλικά και κρύβουν αντικείμενα οποιουδήποτε μεγέθους, από παιχνίδια μέχρι ολόκληρους ανθρώπους και δορυφόρους.

Οι John και Benjamin Howell από το Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ στη Νέα Υόρκη παρουσιάζουν τρεις πειραματικές διατάξεις που λειτουργούν ως μανδύες για ελαφρώς διαφορετικές χρήσεις.

Μια διάταξη μανδύα αορατότητας που βασίζεται στον νόμο του Snell

Μια διάταξη μανδύα αορατότητας που βασίζεται στον νόμο του Snell

Σε μια από τις διατάξεις αυτές, το αντικείμενο που πρέπει να αποκρυφθεί τοποθετείται ανάμεσα σε δύο δεξαμενές νερού σε σχήμα L. Λόγω της διάθλασης του φωτός από το νερό, σύμφωνα με τον λεγόμενο νόμο του Σνελλ, οι ακτίνες του φωτός περνούν γύρω από το αντικείμενο, περίπου όπως περνά το νερό γύρω από μια πέτρα μέσα στο ρυάκι. Για τον παρατηρητή που κοιτάζει μέσα από τη δεξαμενή, το αντικείμενο είναι σαν να μην υπάρχει.

Σε μια δεύτερη, ακόμα απλούστερη διάταξη, το «αόρατο» αντικείμενο τοποθετείται πίσω από δύο καθρέπτες σε σχήμα L όπως στην παρακάτω εικόνα.

Καθρέφτες ανακλούν το φως γύρω από την περιοχή που αποκρύβεται

Καθρέπτες ανακλούν το φως γύρω από την περιοχή που αποκρύβεται

Τα βέλη δείχνουν πώς εκτρέπονται οι ακτίνες του φωτός έτσι ώστε ο παρατηρητής να μην βλέπει το αντικείμενο.

Στον τρίτο αόρατο μανδύα, οι ερευνητές χρησιμοποιούν μια διάταξη από επίπεδους φακούς Φρέσνελ για να πετύχουν περίπου το ίδιο αποτέλεσμα.

Και οι τρεις διατάξεις πάντως έχουν ένα σημαντικό περιορισμό: λειτουργούν μόνο σε μία γωνία θέασης, ενώ το τρικ γίνεται προφανές αν ο παρατηρητής κοιτάξει από διαφορετική κατεύθυνση.
cloacΠαρόλα αυτά, οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι πειραματικές διατάξεις τους θα μπορούσαν να βρουν πρακτικές εφαρμογές. «Οι συσκευές μας θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες, για παράδειγμα, στην απόκρυψη δορυφόρων που κινούνται σε μέσες και υψηλές γήινες τροχιές» γράφουν στη μελέτη.

Ίσως πράγματι υπάρχουν κυβερνήσεις που θα ήθελαν να κρύψουν τους δορυφόρους τους από τα μάτια των εχθρών.

Αν όμως αποφασίσουν να χρησιμοποιήσουν αόρατους μανδύες, αυτό θα είναι δύσκολο να γίνει αντιληπτό…

Η μελέτη είναι διαθέσιμη στην υπηρεσία προδημοσίευσης ArXiv: «Simple, broadband, optical spatial cloaking of very large objects», John C. Howell and J. Benjamin Howell

Βαγγέλης Πρατικάκης – Newsroom ΔΟΛ –
www.rochester.edu

Ετικέτα: