我國研製首個反隱形裝置 讓隱形鬥蓬顯形(圖)

2020-11-27 搜狐網

  【搜狐科學消息】 據英國《新科學家》雜誌報導,哈利 波特當心!一支中國科學家小組開發出了一種能讓你的隱形鬥篷顯形的方法。

  首先,我們知道英美科學家利用超材料(metamaterial)開發出了真實的隱形鬥篷,但我國物理學家認為他們正在建造世界首個反隱形鬥篷,可以抵消隱形鬥篷的效應。也就是說,當把此反隱形鬥篷放在隱形鬥篷下面時,就可以立刻讓任何物體現身。

  此反隱形鬥篷克服了現今正在實驗室研製的隱形鬥篷的主要局限――即當你看不見外面時,外面也看不見你。

此反隱形鬥篷讓間諜――無論是人還是機器都可以隱藏在鬥篷內,定期窺視目標。「隱蔽是一個重要的問題,因為隱形可以有助於在敵對的環境下生存,」負責此項研究的中國上海交通大學的陳喚陽(音譯)說。此研究成果發表在9月3日出版的美國光學學會(OSA)的雜誌《光學快報》上。

  披上件隱形鬥篷,瞬間遁形,一直是科幻作品中最讓人心生羨慕的情節之一。從1933年的經典電影《隱身人》到最近分集上映的《哈利 波特》系列電影,能實現隱形的裝置長久以來是電影幻想的素材。然而,近年來,科學家利用特殊的超材料證明了這些好萊塢幻想已經成真。第一件面世的隱形鬥篷是2006年由美國杜克大學和英國倫敦帝國理工學院的科學家共同研製的,可以在微波下實現隱形。事實上,他們首先研製了可在微波下隱形的二維鬥篷,之後2006年下半年又研製了在可見光下可隱形的鬥篷,今年他們正在研製可隱形的3維隱形鬥篷。與此同時,今年8月,美國加利福尼亞大學伯克利分校科研小組開發出一種新型材料,可在納米尺度上讓可見光彎曲,假如下一步能在正常尺度上實現這一奇觀,科幻世界中的神奇「隱形衣」就有望成為現實。

  這些材料之所以能夠有效地隱形是由於它們與光相互作用的方式。所有的材料都會通過散射、反射和吸收等方式改變照射到它們的光線。人之所以能看到物體,是因為物體阻擋了光波通過。如果有一種具有負折射率的材料覆蓋在物體表面,能引著被物體阻擋的光線彎曲並「繞著走」,那麼光線就似乎沒有受到任何阻擋。在觀察者看來,物體就似乎變得「不存在」了,從而也就實現了視覺隱形。

  不過,要真正讓隱形衣成為可購買得到的商品可不容易。陳喚陽表示至今還沒有人發現能讓物體對我們的眼睛能看到的範圍很廣的光波長上隱形,而且在可見光下隱形也是一大挑戰。此外,對於那些渴望有朝一日在公共場合隱形的人,還有一個更大的問題,即通過超材料實現的隱形是一個雙行道。如果光不能穿透一個完美隱形的鬥篷,那麼也無法讓一個隱身人看到外面的世界。換句話說,隱身人也是盲目的--這並非哈利 波特所願意的。

  但是,如今陳喚陽和香港科技大學同事發現了一種可以抵消隱形鬥篷隱形效應的方法,可以讓一些光穿透隱形鬥篷,因此任何身穿隱形衣的人都能看到外界。他們的「反鬥蓬」採用了一種光學屬性與那些隱形鬥篷完美匹配的材料。

  當一件隱形鬥篷讓物體周圍的光線彎曲的時候,接觸到反鬥蓬的任何區域將讓一些光線倒轉返回到原來的狀態。也就是說,光線經過反隱形鬥篷的路線和它們經過隱形鬥篷的路線完全重合。因此這二種鬥篷彼此抵消,從而讓隱形物顯現出來。所以說通過讓一層反鬥蓬材料與隱形鬥篷接觸,就可以讓一位隱形觀察者看到外面。「利用這種反鬥蓬,波特可以在想看外界的時候看到外面,」陳喚陽說。(元元)

  

(責任編輯:羅園)

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