211service.com
Kinesiska fysiker bygger spökmaskningsanordning
Illusionskappor som får ett objekt att se ut som ett annat är en fascinerande typ av osynlighetsanordning. Den allmänna tanken är att en sådan anordning skulle få ett äpple att se ut som en banan eller ett stridsflygplan att se ut som ett flygplan. Detta skulle uppenbarligen ha viktiga tillämpningar.
Men medan materialforskare har gjort stora framsteg i att bygga vanliga osynlighetskappor som fungerar i mikrovågsugnen, infraröda och optiska delar av spektrumet, är det mycket svårare att göra illusionskappor. Det beror på att de skräddarsydda materialen de förlitar sig på kräver tillverkningstekniker som verkar vara en avlägsen dröm.
Idag säger Tie Jun Cui och kompisar vid Southeast University i Nanjing, Kina, att de har designat och byggt ett praktiskt alternativ till illusionskappor, som de kallar en spökkappa.
Konventionella illusionskappor är beroende av en tvåstegsprocess. Det första är ett slags osynlighetssteg som förvränger inkommande ljus för att ta bort spridningseffekten av det täckta föremålet, till exempel ett äpple. Det andra steget förvränger sedan det spridda ljuset så att det ser ut som om det har spridits från ett annat föremål, till exempel en banan. Resultatet blir att äpplet ser ut som en banan.
Men material som kan utföra denna tvåstegsprocess är för krävande att tillverka med nuvarande tekniker.
Så Tie Jun Cui och co har utvecklat en enstegsprocess som ger en lite annorlunda effekt. Deras idé är att göra sig av med det första steget som gör äpplet osynligt.
Istället tar deras enhet ljuset som sprids från äpplet och förvränger det så att det ser ut som något annat som en banan. Effektens symmetri – ljuset sprids på båda sidor av äpplet – innebär att detta tillvägagångssätt producerar två spökbananer, en på varje sida om äpplet. Tekniken tar inte bort äpplet helt utan förvränger det, vilket gör att det ser mycket mindre ut.
Så resultatet är att äpplet förändras till en mycket mer komplex bild som skiljer sig väsentligt från originalet.
Den stora fördelen med detta tillvägagångssätt är att det kan uppnås nu med befintlig teknik. Tie Jun Cui och co simulerar först effekten av deras spökkappa på en datormodell.
De fortsätter sedan med att bygga en fungerande prototyp med koncentriska cylindrar av delade ringresonatorer som fungerar i 2 dimensioner. De säger att resultaten av deras tester på den här enheten nära överensstämmer med resultaten av simuleringen.
Det är ett intressant framsteg. Möjligheten att förvränga och kamouflera föremål är helt klart användbar. En viktig fråga är dock om den distorsion som denna enhet erbjuder är tillräckligt bra för några praktiska tillämpningar. Tie Jun Cui och co nämner säkerhetsförbättring men hur effektivt detta skulle vara när det ursprungliga objektet fortfarande är synligt, om än i krympt form, kan diskuteras.
Det kan vara så att det finns sätt att förbättra prestandan så det ska bli intressant att se vad det här laget kommer ut med härnäst.
Ref: arxiv.org/abs/1301.3710 : Skapande av spökillusioner med hjälp av metamaterial i vågdynamik