一項新的研究表明，哈利·波特的隱形鬥篷能完美地控制光波，使物體隱形，這種隱形鬥篷能否成為現實還有待觀察，但要完善一件更重要的隱形鬥篷是不可能的。它可以很好地引導地面上的應力波，比如爆炸產生的應力波，繞過建築物等物體，使它們「不可觸摸」。儘管對幾十篇關於「彈性動力」隱身的理論論文提出了質疑。
但喬治亞理工學院的這項新研究作者並不認為土木工程師應該完全放棄它，而僅僅是放棄理想隱身衣的想法。有限的遮蓋仍然可以為建築物增加一定程度的保護，特別是對地震中常見的一些應力波。有了鬥篷，人們就有了這樣的期望，如果你從任何方向受到任何形式的應力波，鬥篷就應該能夠將物體隱藏起來。我們現在看到這是不可能的，但對於一類大的擾動。
（博科園-圖示）隱形鬥篷演示了如何使用電磁隱身隱身工作；在左邊，電磁波可能是光，當擊中中間的圓柱體時就會散射。在右邊，圓柱體是隱形的；波浪不會散開，對站在田野上的旁觀者來說，它似乎是看不見的。圖片：Creative Commons, upload.wikimedia即平面內擾動，或許可以設計出一件好的隱身衣。在地震中，面內擾動是沿著地球表面的平坦、寬闊或平坦路徑運動的地震波。亞瓦裡和與亞瓦裡一起研究的研究生助理阿什坎·戈爾岡(Ashkan Golgoon)在領先的固體理論力學期刊《理性力學與分析檔案》(Archive for Rational Mechanics and Analysis)上發表了他們的研究成果。
夢想的鬥篷
隱身的夢想是引導壓力波穿過一個根本不存在的結構，這和隱形鬥篷的夢想有很多相似之處。隱形鬥篷能使光電磁波彎曲，繞過物體，然後指向另一邊。擊中觀眾眼睛的光波會揭示出物體背後的東西，而不是物體本身。在彈性動力學隱身中，波不是電磁的，而是機械的，在地面上運動。假設，把物體遮蓋起來就能使它與海浪完全隔絕。
在一種情況下，比如說，為了保護核反應堆不受任何穿過地面的應力波的影響，無論是自然災害還是人為災難，理想情況下，土木工程師可能會把反應堆底部埋到地面下的一個洞裡。他們會用特殊的材料在它周圍建造一個保護圓筒或一個半球形的地下碗來引導應力波繞圓運動。有夢，也有研究結果。研究證明了隱形衣的形狀並不重要，不管是球形還是圓柱形，不能完全隱形。
錯誤的類比
電磁(光)隱身的許多理論和數學已經被轉移到彈性動力學隱身研究中，其中一些理論和數學似乎已經對彈性動力學隱身的研究造成了障礙。很多時候，來自其他領域的類比是有用的，但是彈性增加了電磁學中沒有的多種物理因素。例如，角動量的平衡在許多研究文獻中被破壞了。角動量是旋轉運動中質量的一種性質，它不受變化的影響。
許多人都經歷過角動量，通過傾斜一個旋轉的陀螺儀，看著它固執地沿著一條意想不到的路徑移動。雖然它是波，但光是光子，沒有質量。另一方面，應力波通過物質（特別是固體物質，而不是液體或氣體）這就為方程增加了關鍵的現實動力學。這些動態也會影響隱藏物體的洞，沒有它，應力波在介質中傳播相當均勻，但有了它，應力集中在孔周圍，破壞了波型的整齊幾何形狀。
羅馬鬥篷？
如果理想的解決方案不存在，那就製造一個不完美的。數學表明，從嚴格意義上講，偽裝是不可能的。當你明白了這一點，就不會浪費時間了。你會根據所知道的目標壓力或你想要保護的負荷來制定優化問題。如果工程師們使用的材料具有特定預應力，具有一定的彈性和密度分布，並在研究中詳細說明，那麼他們就可以抵禦重要的地震應力，現實生活中的鬥篷可能達不到理想，但仍然很偉大。
如果不是100%的波浪能，我只感覺到10%或20%，這將是一件大事，因為工程不是追求絕對的理想。根據《麻省理工學院技術評論》(MIT Technology Review)的一份報告，即使是出了名數學的古羅馬人，似乎也無意中在圓形劇場的設計中建造了地震鬥篷。
它們與現代實驗隱身裝置的相似之處，可能幫助它們在地震活躍地區保存了2062年。這項新研究還檢驗了土木工程中一個流行的觀點，即用一系列具有微觀結構的材料建造房屋，使它們成為「伴生固體」，這可能使它們能夠完美地隱身。研究作者的結論是，這也行不通。這項研究沒有考慮所謂的超材料。
博科園｜研究/來自：喬治亞理工學院參考期刊《理性力學與分析檔案》DOI: 10.1007/s00205-019-01389-2博科園｜科學、科技、科研、科普
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