研究員開發新的基於 Metamaterial 的掩飾的系統在可見光隱藏對象

Published on January 27, 2011 at 6:07 AM

想法能變得無形,特別是通過掩蓋人員或對象用特殊斗篷,有四季不斷的上訴在科學小說和幻想文件。

近年來,研究員找到辦法做非常可能執行此竅門的一個非常粗暴版本,保留從被檢測的一個對象由輻射有些特定頻率,例如微波的異乎尋常的 「metamaterials」和只從事在微觀縮放比例。 但是運作在普通的可見光和為足够大的對象用肉眼被看到的系統依然是逃避。

此圖像顯示方解石水晶被放置在文件,造成所有信函顯示雙折射。

現在,研究員小組新加坡 MIT 聯盟的研究和技術 (聰明的) 中心的找到可能躲藏起來從對象一樣大作為乾胡椒視圖在普通的可見光的一個相對地簡單,耗費小的系統。 小組的發現在線在實際覆核信函被發布了,并且出現很快於這個日記帳的打印版本。

不同於其他嘗試通過修建綜合層狀材料導致看不出,新的方法使用稱方解石的普通,公用礦物 - 碳酸鈣的一份水晶表單,在貝殼的主要成份。 「經常,這個明顯的解決方法坐那裡」,喬治 Barbastathis,其中一教授個說 MIT 機械工程新的報表的共同執筆者。

本文是由聰明的博士後 Baile 張, MIT 博士後元羅和聰明的研究員 Xiaogang 劉合著的,并且這個研究由新加坡的國家研究基金和 (NRF)美國國家衛生研究所資助 (NIH)。

在這個實驗在本文,在一個非常仔細受控設置的系統工作報告了: 將被隱藏的這個對象 (在實驗的一個金屬楔子或者任何小於它) 在一個平面,水平的鏡子和方解石水晶層被安置 - 由與相反的晶體取向的二個部分做成,一起膠合 - 被安置在它頂部。 當照亮由可見光和查看從某一方向,這個對象在方解石層下 「消失」,并且這名觀察員看到這個場面,好像沒什麼在鏡子頂部。

对他們的演示,他們在垂直的牆壁安置了 MIT 徽標顛倒在用具後,被安置,以便其中一份信函能直接地通過鏡子被查看,而另外兩個是在與一個 2 毫米高的楔子 (乾胡椒的高度) 和方解石其隱瞞的層的區後。 然後,全部的設置在液體被淹沒了。 他們向顯示徽標看上去正常,好像楔子,但是一個平面的鏡子部分,當照亮與可視綠燈。 在這個掩飾的作用的所有缺點將出現作為信函的不同心度,但是沒有這樣反常現象; 因此,掩飾的運算證實。 藍色或紅色照明,掩飾是有效,但是與若乾輕微的不同心度。

方解石長期知道有唯一光學性能,包括這個能力根據光的極化 (其電場的取向) 彎曲 (或折射) 光不同; 當查找通過與正常非偏振的光時的方解石這些屬性可能導致雙折射或者看到 「雙」現象。 在此研究,方解石二個部分被安置彎曲光,在這種情況下湧現的射線,在審閱多次反射和折射以後,看上去來自直接地原始鏡子在這個設置的基礎,而不是從在這個隱藏的對象上的實際高峰。 總光學路徑也保留,意味沒有科學光學儀器可能可能找到這個掩飾的楔子。

淹沒在液體的用具與一個仔細選擇的程度折射保留這種幻覺。 Barbastathis 說這個設置將運作,不用液體,但是光的轉移到航空裡將導致將使這個作用較不令人信服的若乾弄髒。

原則上, Barbastathis 說,同一個方法可能用於真實情形隱瞞從視圖的一個對象 -,并且在這個隱藏的對象的範圍的唯一的限制 是可用的方解石水晶的範圍。 小組被支付大約 $1,000 它使用的小的水晶,他說,但是更大那些可能用於隱瞞更大的對象。 (方解石最最大知名的自然水晶由 7 米或者超過 21 英尺評定 7)。

此刻,這個系統根本二維,限制這個掩飾的作用到各種各樣的角度; 在這些角度之外,這個掩飾的對象是相當可視的。 「我們有如何的有些想法能使它充分地三維」,教授和教授說 Barbastathis、光學新加坡研究機械工程。 另外,這個小組希望消滅對浸沒這個系統的需要在液體和使它工作在航空。

除外其明顯潛在應用在辯護或執法,這個能力使事無形可能有在研究的用途, Barbastathis 建議,例如提供方式監控動物工作情況,不用任何可視分心。 「重要的事是現在這公開,人們將開始想一想」如何也許使用它。

巧合地,另一個獨立研究小組,根據在伯明翰大學在英國,也發布了描述達到的紙本月可視光看不出斗篷一個相似的方法使用方解石。

MIT 和伯明翰結果 「是二個美好的實驗。 我特別地喜歡他們的簡單」, Ulf Leonhardt,在理論物理的椅子說在聖安德魯斯蘇格蘭的大學,是作者的其中一篇第一篇論文描述一個基於 metamaterial 的掩飾的系統。 「掩飾由對 metamaterials 的研究啟發了」,他補充說, 「但是,諷刺地,這些掩飾的設備幾乎是自創的 `』。 而不 是困難做和有許多問題他們自己的複雜的光學 metamaterials,他們使用簡單的方解石水晶」。

與掩飾為微觀對象只運作的系統的初期版本比較,和,只有當查看使用單選或紅外線波長時,新的途徑是 「離科幻較近」, Barbastathis 說。 「科學通常是一點失望,當您與科學幻想小說時比較它」,他說,但是 「我們在這種情況下來一個步驟接近」有想像力的遠見。

來源: http://web.mit.edu/

Last Update: 26. January 2012 14:04

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