有多少人像我一樣,在看《哈利·波特》時夢想自己也有一件能夠隱形的魔法鬥篷?在經歷了一系列艱苦卓絕的努力之後,和我們擁有同樣夢想的科學家們,終於又將向夢想的實現前進了……嗯,小小一步。
發表在最新一期《科學》雜誌上的一篇論文稱,加州大學伯克利分校的科學家們成功研製出了超薄版的「隱形鬥篷」。當然,它還並不是給人披的——至少現在不是。
如果智慧型手機都被認作「輕薄」,那麼這件「鬥篷」確實可以用「超薄」來形容:它的厚度僅有80納米,大約相當於iPhone6s的十萬分之一。它的表面被微小的「金塊」鋪滿,這些被稱為「納米天線」的金能夠通過改變光線反射角度的辦法來掩蔽被「隱形鬥篷」遮蓋的物體。
被「隱形鬥篷」遮蓋的物體,在顯微鏡鏡下輪廓變得不可察覺(C:蓋上隱形鬥篷、E:沒蓋上隱形鬥篷),其幹涉條紋也能在遮蓋有物體時保持平滑(D:蓋上隱形鬥篷、F:沒蓋上隱形鬥篷)。
要是平整的桌布下面藏了個餃子,你一眼就可以看出來,這是因為光線投到餃子輪廓時,反射的角度發生了可察覺的變化。
與照射到平臺表明時相比,光線照射到凸起的物體後,反射回來的波陣面(Wave fronts)發生了彎曲。人們的肉眼可以察覺這種變化並判斷物體的存在。
如果我們希望更好地把餃子藏起來,那我們可以試圖減小光線照射到餃子上時的變化,令人覺得桌布還是平的。這項研究中的「隱形鬥篷」即是如此:光路被凸起物體影響所導致的相位變化能被納米天線「抹去」了。由於光線沒有發生變化,人們無法察覺到隱形鬥篷下存在的突起,也就實現了「隱形」的目的。
依靠隱形鬥篷上的金納米天線,原本理應彎曲的波陣面得以恢復。因此物體的存在難以被人們察覺,從而實現了「隱形」。
當然,都是布單蓋東西,阿拉伯地毯一定蓋得住火柴盒,但小手帕卻藏不住主機箱。儘管這種新型的隱形鬥篷功效神奇,但它的掩蓋能力畢竟還很有限。目前,這件鬥篷神奇歸神奇,卻還是太小——能夠掩蔽的物體尺寸只有36微米見方。
掃描電鏡下的隱形鬥篷。比例尺為5微米。在這張圖片中,鬥篷下蓋住了一個約10微米寬,400納米高的突起物。
也許在你看來,蓋住一個36微米的東西並不是什麼大的突破,本來嘛,這個尺寸的東西就算是堂而皇之地擺在房間正中,你趴在那兒拿放大鏡也看不著它。
但是,這種「隱形鬥篷」的未來卻非常值得期待。研究者表示,隨著納米加工技術的進步,這件鬥篷將可以變得比現在大得多,能夠掩蔽的東西也將會越來越多。
研究者認為,除了被用於遮蓋,這些鬥篷也可以被用在容器的表面——如果這些目標都能實現,我們或許真的可以像哈利·波特一樣,憑空消失在繁華的街道裡。
科學當然不是魔法,但科學也有自己的魔力。對於我們這些不擅魔法的麻瓜而言,它也許正是我們翹首以盼的那根魔杖吧。
(編輯:Calo)