Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

Tutkijat Kehitetään uusia metamaterial-Based peittäminen System Piilota Objects näkyvässä valossa

Published on January 27, 2011 at 6:07 AM

Ajatuksesta voida tulla näkymätön, varsinkin yksinkertaisesti peittelyyn henkilön tai esineen erityinen viitta, on monivuotinen valitus scifi ja fantasia kirjallisuutta.

Viime vuosina tutkijat ovat löytäneet keinoja tehdä hyvin eksoottisiin "metamateriaalit", joka pystyy tekemään hyvin karkea versio temppu, pitää esine kykene havaitsemaan tietyt taajuus säteilyn, kuten mikroaaltouuni ja vain töissä mikroskooppisen mittakaavoissa . Mutta järjestelmä, joka toimii tavallisen näkyvän valon ja esineitä tarpeeksi iso nähtäväksi paljain silmin on pysynyt hämäräksi.

Tässä kuvassa on kalsiitti kristalli mukaisesti, kun paperi, jolloin kaikki kirjaimet näyttää kaksinkertainen taittuminen.

Nyt tutkijaryhmä on Singapore-MIT liiton tutkimus ja teknologia (SMART) keskus on löytänyt suhteellisen yksinkertainen, edullinen järjestelmä, joka voi kätkeä esine niin suuri kuin pippuri näkymästä tavallisessa näkyvää valoa. Joukkueen löytö on julkaistu verkossa Physical Review Letters-ja näkyy pian tulostaa version lehden.

Toisin kuin muut yritykset tuottavat näkymättömyys rakentamalla synteettisiä kerroksinen materiaalit, uudet menetelmä käyttää tavallisia, yhteinen mineraali nimeltään kalsiitti - kidemuoto kalsiumkarbonaattia, tärkein ainesosa simpukankuoria. "Hyvin usein ilmeinen ratkaisu on vain istuin", sanoo MIT mekaanisen-tekniikan professori George Barbastathis, yksi uuden raportin tekijäkumppaneina.

Paperi oli mukana kirjoittamassa SMART tohtorintutkinnon stipendiaatti Baile Zhang, MIT tohtorintutkinnon stipendiaatti Yuan Luo ja SMART tutkija Xiaogang Liu, ja Tutkimusta rahoittivat Singapore National Research Foundation (NRF) ja Yhdysvaltain National Institutes of Health (NIH).

Kokeeseen raportoitu tässä asiakirjassa, järjestelmä toimii hyvin valvotussa asetus: objekti on piilotettu (metalli kiila kokeiluun, tai mitään pienempää kuin se) on sijoitettu tasaiselle, vaakasuoralle peili, ja kerros kalsiitti Crystal - muodostuu kahdesta kappaleina vastakkaisen kristalli suuntaviivoja, liimattu yhteen - laitetaan sen päälle. Kun valaistaan ​​näkyvän valon ja katsottuna tiettyyn suuntaan, esine alla kalsiitti kerros "katoaa", ja tarkkailija näkee näyttämölle ikään kuin mikään ei ollenkaan päälle peilin.

Heidän esittelyn he panivat MIT logo ylösalaisin pystysuoran seinämän takana laite, sijoittaa niin, että yksi kirjeet voitaisiin katsoa suoraan peiliin, kun taas kaksi muuta olivat jäljessä alue 2-millistä korkea kiila (korkeus pippuri) ja sen salaaminen kerros kalsiittia. Sitten koko setup hukkui nesteeseen. Ne osoittivat, että logo ilmestyi normaalin, ikään kuin ei ollut wedge mutta tasainen peili pala, kun valaistaan ​​näkyvä vihreä valo. Kaikki epätäydellisyys peittämistä vaikutus olisi tullut esiin kuin vinoutuminen kirjaimet, mutta ei ollut sellaista anomalia, näin, peittäminen toiminta oli todistettu. Sininen tai punainen valaistus, peittäminen oli edelleen tehokas, mutta joitakin pieniä epäsuhdasta.

Kalsiitti on tiedetty jo pitkään olevan ainutlaatuisia optiset ominaisuudet, kuten kyky taipua (tai taittavat) valonsäde eri tavalla riippuen valon polarisaatio (suunta sen sähkökentän); nämä ominaisuudet voivat aiheuttaa ilmiö kaksinkertaisen taittumisen, tai näkeminen "tuplaa", kun etsit läpi kalsiitti säännöllisesti unpolarized valoa. Tässä tutkimuksessa kaksi kappaletta kalsiitti oli suuntautunut taivuttaa valoa niin, että kehittyvien palkin jälkeen käydään läpi moninkertaisen heijastumisen ja refraktiot, näytti olevan tulossa suoraan alkuperäisestä peilin juuressa setup sijaan varsinaisesta korkeampi pisteen yläpuolella Hidden Object. Yhteensä optisen reitin oli myös säilynyt, mikä tarkoittaa, ettei tieteellinen optinen laite voi mahdollisesti paljastaa Peitetty kiilan.

Upottamalla laitetta neste huolellisesti valittu verran taittuminen säilyttää illuusion. Barbastathis sanoo setup toimisi ilman nestettä, mutta valo siirtymistä ilmaan aiheuttaisivat jotkut epätarkkuutta, joka tekisi vaikutuksen vähemmän vakuuttava.

Periaatteessa Barbastathis sanoo, samaa menetelmää voitaisiin käyttää todellisissa tilanteissa salata objekti näkyvistä - ja ainoa rajoitus koosta Hidden Object on koko kalsiitti kristalli, joka on saatavilla. Joukkue maksaa noin $ 1,000 kristallipalloa sitä käyttää, hän sanoo, mutta paljon suurempien voitaisiin käyttää peittämään paljon suurempia esineitä. (Suurin tunnettu luonnollinen Crystal kalsiittia toimenpiteitä 7 7 metriä tai yli 21 metriä poikki).

Nyt järjestelmä on pohjimmiltaan kaksiulotteinen, rajoittamalla peittämistä vaikutus kapea näkökulmista; ulkopuolella nämä kulmat, verhosi esine on varsin näkyvä. "Meillä on muutamia ideoita, miten tehdä se täysin kolmiulotteinen", sanoo Barbastathis, Singapore tutkimusprofessori Optiikan ja Konetekniikan professori. Lisäksi joukkue haluaisi poistaa tarvetta upottamalla järjestelmän neste ja saada sen toimimaan ilmassa.

Paitsi sen ilmeinen mahdollisia sovelluksia puolustus tai lainvalvonta, kyky tehdä jotakin näkymätöntä voinut käyttää tutkimukseen, Barbastathis ehdottaa, kuten tarjoamalla tapa tarkkailla eläinten käyttäytymistä ilman näkyviä häiriötekijöitä. "Tärkeintä on, että nyt tämä on ulkona, ihmiset alkavat ajatella" miten sitä voitaisiin käyttää.

Sattumalta toinen riippumaton tutkijaryhmä, joka perustuu yliopistossa Birminghamissa Isossa-Britanniassa, on myös julkaissut paperia tässä kuussa kuvataan samanlainen keino saavuttaa näkyvän valon näkymättömyys viitta käyttäen kalsiittia.

MIT ja Birmingham tulokset "ovat kaksi kaunista kokeita. Pidän erityisesti niiden yksinkertaisuus ", sanoo Ulf Leonhardt, tuoli teoreettisen fysiikan Skotlannin University of St. Andrews, joka oli kirjoittanut yhden ensimmäisistä paperit kuvattu metamaterial-pohjainen peittämistä järjestelmään. "Peittäminen on saanut inspiraationsa tutkimusta metamateriaalit," hän lisää, "mutta, ironista kyllä, nämä peittämistä laitteet ovat lähes" kotitekoisia. " Sen sijaan kehittyneitä optisia metamateriaalit, joita on vaikea tehdä ja on monia ongelmia oman, he käyttävät yksinkertaisia ​​kalsiittikiteitä. "

Verrattuna aiempiin versioihin peittämistä järjestelmien että vain työskennellyt mikroskooppisen esineitä, ja vain katsella esimerkiksi radio-tai infrapuna, uusi lähestymistapa on "lähempänä science fiction" Barbastathis sanoo. "Tiede on yleensä vähän pettymys, kun sitä vertaa sci-fi", hän sanoo, mutta tässä tapauksessa "Tulimme askeleen lähempänä" on mielikuvituksellinen visio.

Lähde: http://web.mit.edu/

Last Update: 3. October 2011 10:01

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit