211service.com
Osynlighetsmantel avslöjad i mänsklig skala
Under det senaste decenniet eller så har osynlighetskappor fångat både forskares och allmänhetens fantasi. Spänningen bygger på två framsteg.
Den första är idén om transformationsoptik – förmågan att böja ljus runt ett område i rymden för att få det att se ut som om det inte fanns där. Det andra är skapandet av metamaterial, syntetiska ämnen med optiska egenskaper okända i naturen som kan utformas för att uppnå detta mål.
Ett av målen inom detta område är att skapa en mantel i Harry Potter-stil som kan dölja en människa vid alla optiska frekvenser i alla riktningar. En bonus skulle vara möjligheten att göra den här enheten så stor eller liten som krävs så att den kan dölja föremål av alla storlekar.
Att uppnå alla dessa funktioner är för närvarande omöjligt. Det finns alltid en kompromiss. Den första kappan fungerade bara vid en enda mikrovågsfrekvens. Nyare kappor fungerar över hela en rad optiska frekvenser men kan bara dölja små föremål över en begränsad betraktningsvinkel.
Idag visar John Howell vid University of Rochester i New York, och Benjamin Howell, hur man gör enkla kappor som döljer enorma föremål över hela det optiska spektrumet, om än med en betydande kompromiss. En av deras enheter är tillräckligt stor för att dölja en person.
Deras tillvägagångssätt är häftigt enkelt. Istället för att använda komplexa metamaterial för att styra ljus, gör Howells samma jobb med konventionella linser och speglar.
De skapar helt enkelt en rad linser eller speglar som styr ljuset runt det område av rymden de vill dölja.
Det betyder att deras kappor är enkla att bygga och lätta att skala. Speglar, i synnerhet, kan göras nästan alla storlekar.
Resultaten är imponerande. Deras bilder visar tydligt hur de kan dölja föremål som är lika stora som barnleksaker över hela det optiska området.
Och kappan de har byggt med speglar är tillräckligt stor för att dölja en människa. Bilden här visar hur de har använt den för att täcka en stol med en papperskorg bakom den. Den här volymen är tillräcklig för att dölja en människa, om än med inte så mycket bekvämlighet som Harry Potters mantel, säger Howells.
Spegelmanteln är faktiskt inte en ny design och har använts i flera år av magiker, en punkt som Howells gärna erkänner. Punkten vi vill betona är inte nyheten utan lättheten att skala till nästan godtycklig storlek, säger de.
Dessa kappor är inte perfekta på något sätt. Faktum är att det finns en mycket viktig reservation i deras design - de fungerar bara i en riktning. Se dessa kappor från något annat än detta håll och knep avslöjas snabbt.
Ändå finns det viktiga tillämpningar för stora, enkelriktade kappor. Enheterna kan ha värde, till exempel, i att maskera satelliter i mitten till hög bana om jorden, påpekar Howells.
Det är en enkel idé med imponerande resultat. Och en som kan komma att användas förr snarare än senare. Det är inte svårt att tänka på organisationer som kanske vill dölja satelliter när de kretsar runt jorden. Men om det händer, hur ska vi någonsin veta det?
Ref: arxiv.org/abs/1306.0863 : Enkel, bredbandig, optisk rumslig täckning av mycket stora objekt