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Forscher entwickeln neue Metamaterial-Based Cloaking-System, um Objekte im sichtbaren Licht ausblenden

Published on January 27, 2011 at 6:07 AM

Die Idee zu können, unsichtbar zu werden, vor allem, indem Sie einfach für eine Person oder ein Objekt mit einem speziellen Mantel, hat eine mehrjährige Berufung in Science-Fiction-und Fantasy-Literatur.

In den letzten Jahren haben Forscher Möglichkeiten, sehr exotisch "Metamaterialien", dass eine sehr grobe Version dieser Trick ausführen können, halten Sie ein Objekt aus durch eine bestimmte Frequenz der Strahlung, wie Mikrowellen detektiert gefunden und arbeiten nur auf mikroskopischer Skala . Aber ein System, das in gewöhnliches sichtbares Licht und für Objekte groß genug, um mit dem bloßen Auge gesehen werden Werke, nicht bekannt.

Dieses Bild zeigt eine Calcit-Kristall auf ein Papier gelegt, so dass alle Briefe an Doppelbrechung zeigen.

Nun, ein Team von Forschern in der Singapore-MIT Alliance for Forschung und Technologie (SMART)-Zentrum hat ein relativ einfaches, kostengünstiges System, dass ein Objekt so groß wie ein Pfefferkorn aus Sicht in gewöhnliches sichtbares Licht verbergen finden. Die Entdeckung des Teams wurde online in den Physical Review Letters veröffentlicht und wird in Kürze erscheinen in der Print-Version der Zeitschrift.

Im Gegensatz zu den anderen Versuchen zur Unsichtbarkeit durch den Bau von synthetischen geschichtete Materialien zu erzeugen, nutzt das neue Verfahren eine gewöhnliche, gemeinsame Mineral Calcit - eine kristalline Form von Calciumcarbonat, der Hauptbestandteil in Muscheln. "Sehr oft, die offensichtliche Lösung ist nur da sitzen", sagt MIT Maschinenbaus Professor George Barbastathis, einem der neuen Berichts Co-Autoren.

Das Papier wurde von SMART Postdoc Baile Zhang, MIT Postdoc Yuan Luo, und SMART-Forscher Xiaogang Liu Co-Autor, und die Forschung wurde von Singapurs National Research Foundation (NRF) und der US National Institutes of Health (NIH) gefördert.

In dem Experiment in dieser Veröffentlichung beschriebenen, arbeitet das System in einer sehr sorgfältig kontrollierten Umgebung: Das Objekt ausgeblendet (ein Metall Keil in das Experiment, oder etwas kleiner, als es) wird auf eine ebene, horizontale Spiegel platziert, und einer Schicht aus Calcitkristall - aus zwei Teilen mit entgegengesetzter Kristallorientierungen, zusammengeklebt aus - ist oben drauf gelegt. Wenn durch sichtbares Licht beleuchtet und betrachtet aus einer bestimmten Richtung, das Objekt unter dem Calcit-Schicht "verschwindet", und der Betrachter sieht die Szene, als gäbe es gar nichts auf dem Spiegel.

Für ihre Demonstration, legten sie die MIT-Logo upside-down auf der vertikalen Wand hinter dem Gerät, so platziert, dass einem der Briefe konnte direkt über den Spiegel zu sehen, während die anderen beiden waren hinter dem Bereich mit einem 2-Millimeter-high Keil (die Höhe eines Pfefferkorn) und dessen Verschleierung Schicht aus Calcit. Dann wurde das gesamte Setup in Flüssigkeit eingetaucht. Sie zeigten, dass das Logo normal erschien, als ob es keinen Keil, sondern ein flacher Spiegel Stück, wenn sie mit sichtbaren grünen Licht beleuchtet. Jeder Fehler in der Tarnung Effekt würde sich als eine Fehlstellung der Briefe gezeigt haben, aber es gab keine solche Anomalie; damit das Cloaking Operation wurde unter Beweis gestellt. Mit blauer oder roter Beleuchtung, war die Tarnung noch wirksam, aber mit einigen leichten Versatz.

Calcit ist seit langem bekannt, einzigartigen optischen Eigenschaften, einschließlich der Fähigkeit zu beugen (oder brechen) ein Lichtstrahl unterschiedlich, je nachdem die Polarisation des Lichtes (die Ausrichtung des elektrischen Feldes) haben; dieser Eigenschaften kann das Phänomen der Doppelbrechung verursachen, oder Sehen "verdoppelt", wenn man durch Calcit mit regelmäßigen polarisiertem Licht. In dieser Untersuchung wurden die beiden Stücke von Calcit orientiert sich das Licht in einer Weise, dass der austretende Strahl, nachdem sie durch mehrfache Reflexionen und Brechungen, schien direkt aus dem Original-Spiegel an der Basis des Setup, anstatt beugen von der tatsächlichen höheren Punkt oberhalb der versteckten Objekte. Die gesamte optische Weg wurde auch erhalten, was bedeutet, keine wissenschaftliche optisches Instrument kann möglicherweise aufdecken getarnt Keil.

Eintauchen der Vorrichtung in einer Flüssigkeit mit einem sorgfältig ausgewählten Grad der Brechung bewahrt die Illusion. Barbastathis sagt das Setup ohne die Flüssigkeit arbeiten, aber das Licht beim Übergang in die Luft würden einige Unschärfen, die den Effekt weniger überzeugend verursachen würde.

Im Prinzip Barbastathis sagt, die gleiche Methode könnte in realen Situationen verwendet werden, um ein Objekt aus dem Blick zu verbergen - und die einzige Begrenzung für die Größe des versteckten Objekten wird die Größe des Calcitkristall, der verfügbar ist. Das Team bezahlte ca. $ 1.000 für die kleine Kristallkugel daran gewöhnt, sagt er, aber viel größere verwendet werden, um größere Gegenstände zu verbergen. (Der größte bekannte natürliche Kalkspatstück Maßnahmen 7 von 7 Metern oder mehr als 21 Meter im Durchmesser).

Last Update: 9. October 2011 03:08

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