Site Sponsors
  • Save 20% On a Jenway 7315 Spectrophotometer from Bibby Scientific
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Save 20% On a Jenway 7315 Spectrophotometer from Bibby Scientific

There is 1 related live offer.

20% Off Jenway Spectrophotometer

De Onderzoekers Ontwikkelen Nieuw metamaterial-Gebaseerd Systeem Cloaking om Voorwerpen in Zichtbaar Licht Te Verbergen

Published on January 27, 2011 at 6:07 AM

Het idee van onzichtbaar het kunnen, worden vooral door een persoon of een voorwerp met een speciale mantel omhoog eenvoudig te omvatten, heeft een eeuwigdurende aantrekkingskracht in science fiction en fantasieliteratuur.

De laatste jaren, hebben de onderzoekers manieren gevonden om zeer exotische „metamaterials“ te maken die kunnen een zeer ruwe versie van deze truc uitvoeren, die een voorwerp van wordt ontdekt houden door een bepaalde specifieke frequentie van straling, zoals microgolven, en slechts het werken bij microscopische schalen. Maar een systeem dat in gewoon zichtbaar licht en voor voorwerpen grote genoeg werkt om met het naakte oog worden gezien is ontwijkend gebleven.

Dit beeld toont een kalkspaatkristal dat op een document wordt gelegd, veroorzakend alle brieven om dubbele breking te tonen.

Nu, heeft een team van onderzoekers in Singapore-MIT Alliance het Centrum voor van het Onderzoek en van de Technologie (SMART) een vrij eenvoudig, goedkoop systeem gevonden dat een voorwerp zo kan verbergen groot zoals peperbollen van mening in gewoon zichtbaar licht. De ontdekking van het team is gepubliceerd online in de Fysieke Brieven van het Overzicht en verschenen spoedig in de af:drukken versie van het dagboek.

In Tegenstelling Tot de andere pogingen om onzichtbaarheid te veroorzaken door synthetische gelaagde materialen te construeren, gebruikt de nieuwe methode een gewoon, gemeenschappelijk mineraal genoemd kalkspaat - een kristallijne vorm van calciumcarbonaat, het belangrijkste ingrediënt in zeeschelpen. „Zeer vaak, daar zit de duidelijke oplossing enkel,“ zegt MIT mechanisch-bouwt Professor George Barbastathis, één van de medeauteurs van het nieuwe rapport.

Het document was mede gecreëerd door SLIMME post-doctorale medeBaile Zhang, MIT post-doctorale medeYuan Luo, en SLIMME onderzoeker Xiaogang Liu, en het onderzoek werd gefinancierd door Stichting van het Onderzoek van Singapore de Nationale (NRF) en de Nationale Instituten van de V.S. van Gezondheid (NIH).

In het experiment dat in dit document wordt gemeld, werkt het systeem in zeer zorgvuldig het gecontroleerde plaatsen: Het te verbergen voorwerp (een metaalwig in het experiment, of om het even wat kleiner dan het) wordt geplaatst op een vlakke, horizontale spiegel, en een laag van kalkspaatkristal - dat uit twee stukken met tegenovergestelde samen gelijmde kristalrichtlijnen wordt samengesteld, - wordt geplaatst bovenop het. Wanneer verlicht door zichtbaar licht en bekeken van een bepaalde richting, verdwijnt het voorwerp onder de kalkspaatlaag „,“ en de waarnemer ziet de scène alsof er niets bovenop de spiegel waren.

Voor hun demonstratie, plaatsten zij ondersteboven het embleem MIT op de verticale muur achter de geplaatste apparaten, zodat één van de brieven direct via de spiegel zou kunnen worden bekeken, terwijl andere twee achter het gebied met een millimeter-hoge wig 2 (de hoogte van peperbollen) en zijn verbergende laag van kalkspaat waren. Dan, werd de gehele opstelling ondergedompeld in vloeistof. Zij toonden aan dat het embleem normaal leek, alsof er geen wig maar een vlak spiegelstuk waren, wanneer verlicht met zichtbaar groen licht. Om Het Even Welke onvolmaaktheid in het cloaking effect zou als verkeerde opstelling van de brieven verschenen zijn, maar er was geen dergelijke anomalie; aldus, werd de cloaking verrichting bewezen. Met blauwe of rode verlichting, was cloaking nog efficiënt maar met wat lichte verkeerde opstelling.

Het Kalkspaat is lang gekend om unieke optische eigenschappen, met inbegrip van de capaciteit te hebben om (of breken) een straal van licht verschillend afhankelijk van de polarisatie van het licht te buigen (de richtlijn van zijn elektrisch veld); deze eigenschappen kunnen het fenomeen veroorzaken van dubbele breking, of het zien van „dubbelen“ wanneer het kijken door kalkspaat met regelmatig niet gepolariseerd licht. In dit onderzoek, waren de twee stukken van kalkspaat georiënteerd om het licht te buigen zodanig dat de het te voorschijn komen straal, na het gaan door veelvoudige bezinningen en brekingen, om direct uit de originele spiegel bij de basis van de opstelling scheen te komen, eerder dan uit het daadwerkelijke hogere punt boven het verborgen voorwerp. De totale optische weg werd ook bewaard, welke middelen geen wetenschappelijk optisch instrument kan misschien aan het licht brengen cloaked wig.

Het Onderdompelen van de apparaten in een vloeistof met een zorgvuldig gekozen graad van breking bewaart de illusie. Barbastathis zegt de opstelling zonder de vloeistof zou werken, maar de overgang van het licht in lucht zou sommigen die veroorzaken die het effect minder overtuigend zouden maken vertroebelen.

In principe, zegt Barbastathis, zou de zelfde methode in echte situaties kunnen worden gebruikt om een voorwerp van mening te verbergen - en de enige beperking op de grootte van het verborgen voorwerp is de grootte van het kalkspaatkristal dat beschikbaar is. Het team betaalde ongeveer $1.000 voor het kleine kristal het gebruikte, zegt hij, maar veel grotere degenen zouden kunnen worden gebruikt om veel grotere voorwerpen te verbergen. (Het grootste bekende natuurlijke kristal van kalkspaat meet 7 door 7 meters, of meer dan 21 voet overdwars).

Voor nu, is het systeem hoofdzakelijk tweedimensionaal, beperkend het cloaking effect tot een smalle waaier van hoeken; buiten deze hoeken, cloaked voorwerp is vrij zichtbaar. „Wij hebben sommige ideeën voor hoe te om het volledig driedimensioneel te maken,“ zegt Barbastathis, de Professor van het Onderzoek van Singapore van Optica en Professor van Werktuigbouw. Bovendien zou het team de behoefte willen elimineren om het systeem in vloeistof onder te dompelen en het maken in lucht werken.

Ongeacht zijn duidelijke potentiële toepassingen in defensie of wetshandhaving, kon de capaciteit om iets onzichtbaar te maken gebruik in onderzoek hebben, stelt Barbastathis, zoals het verstrekken van een manier voor om dierlijk gedrag zonder enige zichtbare afleiding te controleren. Het „belangrijke ding is dat nu dit uit in open is, zullen de mensen om beginnen te denken over“ hoe het zou kunnen worden gebruikt.

Toevallig, heeft een ander onafhankelijk onderzoeksteam, dat bij de Universiteit van Birmingham in het UK wordt gebaseerd, ook een document deze maand beschrijvend een gelijkaardige methode om een zichtbaar-lichte onzichtbaarheidmantel te bereiken gebruikend kalkspaat gepubliceerd.

De resultaten van MIT en van Birmingham „zijn twee mooie experimenten. Ik houd in het bijzonder van hun eenvoud,“ zegt Ulf Leonhardt, stoel in theoretische fysica bij de Universiteit van Schotland van St. Andrews, die de auteur van één van de eerste documenten was die een metamaterial-gebaseerd cloaking systeem beschreven. „Cloaking is geïnspireerd door onderzoek naar metamaterials,“ hij voegt, „toe maar ironisch, zijn deze cloaking apparaten bijna eigengemaakte `.' In plaats van verfijnde optische metamaterials die moeilijk zijn om vele problemen van hun te maken en te hebben, gebruiken zij eenvoudige kalkspaatkristallen.“

Vergeleken bij de vroegere versies van het cloaking van systemen die slechts voor microscopische voorwerpen werkten, en slechts wanneer bekeken gebruikend radio of infrarode golflengten, de nieuwe benadering zijn „dichter aan science fiction,“ Barbastathis zegt. De „Wetenschap is gewoonlijk een bit die wanneer u het bij sc.i-FI vergelijkt teleurstellen,“ hij zegt, maar in dit geval „wij kwamen één stap dichter“ aan de fantasierijke visie.

Bron: http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 10:46

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