隱形鬥篷進入真實的課堂 生活每天都是哈姆雷特

誰都想要擁有一塊閃閃發光、可以立刻消失不見的神奇布料。在以前，我們覺得受物理定律的限制，我們無法實現這一幻想。

實際呢？從某種程度上說，現實生活中的隱形鬥篷確實存在。研究人員開發出一種系統，使得物體周圍的光發生彎曲，從而實現屏蔽光的效果。但是，這種系統僅作用於非常小的範圍，由於可正常工作的波長範圍很小，無法引起受眾的普遍關注。

現在，來自德國卡爾斯魯厄理工學院的研究人員開發出一種可攜式的隱形鬥篷。該隱形鬥篷可以帶進教室，用於演示實驗。在沒有專業設備的情況下，人類無法使小物體消失不見。如圖所示，該隱形鬥篷利用擴散光散射介質，使得光沿隨機路徑傳播(見放大鏡)。沒有鬥篷的顯示正常的陰影(右)，有隱形鬥篷的顯示如圖所示的陰影(左)。

要想使物體達到隱形的效果，科學家們通過改變光線的傳播方向來實現這一目標。假如你在公路上行駛汽車，可以通過改變行車速度來解決這一問題。如果你想觀賞穿過山口的風景，但是這條路沒有開通，你可以沿著六車道高速公路繞山行駛。延長的距離可以通過提高車速來補償。

但是，和道路相比，光的改變更具挑戰性。因為相對論上指出，如果超光速傳播，會引發質量損失，因此無法在真空或空氣狀態下提高光速。為了應對這一挑戰，該研究團隊通過研究散射材料來製造隱形鬥篷。通過光的散射，光在材料中的有效傳播速度衰減，從而可以加快光的傳播速度來彌補光傳播路徑的增加。

在這個隱形鬥篷中有一個中空的金屬圓筒，圓筒塗以丙烯酸塗料，達到廣泛地反射光的目的。圓筒中嵌入一塊聚二甲矽氧烷（一種常用的有機聚合物），並摻雜二氧化鈦納米顆粒，從而達到散射光線的目的。

該團隊的負責人Robert Schittny 說：「我們的鬥篷利用光散射原理，其有效傳播速度較低。通過盡最大努力的提高光速，我們彌補路徑的增加問題。如果光穿過聚二甲矽氧烷塊的平均時間與光穿過隱形鬥篷的平均時間在合適的比例內，該中心將呈現不可見狀態。」

另一方面，固態的鬥篷可以很容易地搬運到教室中。Schittny 說：「作為一個宏觀的隱形鬥篷，你可以用眼睛看到它，用手摸到它。當一束強光照射在一個不太明亮的房間裡，很容易證明隱身的存在。這意味著即使沒有花哨的實驗室設備，沒有顯微鏡，測量數據也無需經過後期處理，其隱形效果也明顯可見。」

Schittny和他的同事們希望將他們的鬥篷用於教室和實驗室中，以激發和培養學生對物理學的興趣。

資料來源於美國光學學會，新材料在線編譯整理——陳瓊

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