"Satroka tsy hita maso" dia mbola tsy hita maso
Ny farany amin'ny andian-dahatsoratra "akanjo tsy hita maso" dia ilay teraka tao amin'ny Oniversiten'i Rochester (1), izay mampiasa ny rafitra optika mety. Na izany aza, ny olona misalasala dia miantso azy io ho karazana hafetsen'ny illusionistic na vokatra manokana, izay misy rafitra fakan-tsarimihetsika marani-tsaina mampitodika ny hazavana sy mamitaka ny fahitan'ny mpanara-maso.
Misy matematika efa mandroso tsara ao ambadik'izany rehetra izany — mila mampiasa an'io ny mpahay siansa mba hahitana ny fomba fametrahana ireo lenta roa mba hijerena ny hazavana amin'ny fomba izay ahafahan'izy ireo manafina ilay zavatra mivantana ao ambadik'izy ireo. Ity vahaolana ity dia tsy miasa fotsiny rehefa mijery mivantana amin'ny family - ny zoro 15 degre na hafa dia ampy.
1. "Cap invisibility" avy amin'ny Oniversiten'i Rochester.
Azo ampiasaina amin'ny fiara izy io mba hanafoanana ny jamba amin'ny fitaratra na ao amin'ny efitrano fandidiana, ahafahan'ny mpandidy mijery amin'ny tanany. Ity dia iray hafa amin'ny andian-dahatsoratra lava momba ny teknolojia tsy hita masoizay tonga eto amintsika tato anatin'ny taona vitsivitsy.
Tamin'ny 2012, efa nandre momba ny "Cap of Invisibility" avy amin'ny American Duke University izahay. Ny namaky indrindra tamin'izany fotoana izany dia momba ny tsy fahitan'ny cylinder kely ao anaty sombiny kely amin'ny spektrum microwave. Herintaona talohan'izay, ny tompon'andraikitra ao amin'ny Duke dia nitatitra momba ny teknolojia miafina sonar izay mety ho toa mampanantena amin'ny faritra sasany.
Indrisy anefa fa nisy izany tsy hita maso afa-tsy amin'ny fomba fijery iray sy amin'ny sehatra tery, izay nahatonga ny teknolojia ho ampiasaina kely. Tamin'ny taona 2013, nanolotra fitaovana vita pirinty 3D ireo injeniera tsy sasatra ao amin'ny Duke izay manarona zavatra napetraka ao anatiny miaraka amin'ny lavaka bitika ao amin'ilay rafitra (2). Na izany aza, indray, izany dia nitranga tamin'ny onja voafetra ary avy amin'ny fomba fijery iray ihany.
Ao amin'ireo sary navoaka tao amin'ny Internet, ny cape an'ny orinasa kanadiana Hyperstealth dia toa nampanantena, izay tamin'ny 2012 dia navoaka tamin'ny anarana mahaliana Quantum Stealth (3). Indrisy anefa, ny prototypes miasa dia tsy mbola naseho, ary tsy nohazavaina ny fomba fiasa. Ny orinasa dia mitanisa olana momba ny fiarovana ho antony ary mitatitra an-tsokosoko fa manomana dikan-teny miafina amin'ny vokatra ho an'ny miaramila.
Fanaraha-maso anoloana, fakantsary aoriana
Modern voalohanytsy hita maso cap» Nampidirin'ny injeniera japoney Prof. Susumu Tachi avy amin'ny Oniversiten'i Tokyo. Nampiasa fakan-tsary napetraka tao ambadiky ny lehilahy iray nanao palitao izay mpanara-maso ihany koa izy. Ny sary avy amin'ny fakantsary aoriana dia naseho teo aminy. “Tsy hita maso” ilay lehilahy nitafy akanjo. Ny fitaka mitovy amin'izany dia ampiasain'ny fitaovana fampirantiana fiara Adaptiv nampidirin'ny BAE Systems tamin'ny folo taona lasa (4).
Mampiseho sary infrarouge "avy ao aoriana" eo amin'ny fiadian'ny tanky izy io. Ny milina toy izany dia tsy hita fotsiny amin'ny fitaovana fijerena. Nipoitra tamin'ny 2006 ny hevitra momba ny fanaovana saron-tava. John Pendry avy ao amin'ny Imperial College London, David Schurig ary David Smith ao amin'ny Duke University dia namoaka ny teoria momba ny "optique transformation" tao amin'ny gazety Science ary nanolotra ny fomba fiasany amin'ny trangan'ny microwave (lava lava kokoa noho ny hazavana hita maso).
2. "Satroka tsy hita maso" vita pirinty amin'ny refy telo.
Miaraka amin'ny fanampian'ny metamaterial mifanaraka amin'izany, ny onjam-peo elektromagnetika dia afaka miondrika amin'ny fomba izay handosirana ny zavatra manodidina ary hiverina amin'ny lalany ankehitriny. Ny mari-pamantarana mampiavaka ny fanehoan-kevitra optika ankapoben'ny fitaovana dia ny mari-pamantarana refractive, izay mamaritra hoe impiry ny miadana kokoa noho ny ao amin'ny vacuum, ny hazavana mihetsika ao amin'io fitaovana io. Kajy izany ho toy ny fototry ny vokatry ny havany elektrika sy andriamby permeability.
fifandraisana elektrika permeability; mamaritra hoe impiry ny herin'ny fifampikasohana elektrônika ao anaty zavatra iray no latsaka noho ny herin'ny fifampikasohana ao anaty vacuum. Noho izany, izany dia fandrefesana ny hamafin'ny fiampangana elektrika ao anatin'ny akora iray mamaly ny saha elektrika ivelany. Ny ankamaroan'ny akora dia manana pertivity tsara, izay midika fa ny saha novain'ny akora dia mbola manana dikany mitovy amin'ny saha ivelany.
Ny permeability magnetic relative m dia mamaritra ny fiovan'ny sahan'andriamby ao amin'ny habaka feno akora iray, raha ampitahaina amin'ny sahan'andriamby izay hisy ao anaty banga miaraka amin'ny loharano sahan'andriamby ivelany mitovy. Ho an'ny akora voajanahary rehetra dia tsara ny permeability magnetika. Ho an'ny haino aman-jery mangarahara toy ny vera na rano, dia tsara avokoa ireo fatra telo ireo.
Avy eo ny hazavana, mandalo avy amin'ny banga na rivotra (tsy mitovy kely amin'ny vacuum ny mari-pana amin'ny rivotra) mankany amin'ny mpanelanelana, dia avadika araka ny lalànan'ny refraction ary ny tahan'ny sinema amin'ny zoro ny incidence amin'ny sinema amin'ny zoro refraction dia mitovy amin'ny mari-pamantarana refractive ho an'ity fitaovana ity. Ny sanda dia latsaky ny aotra; ary ny m dia midika fa ny elektrôna ao anatin'ny antonony dia mihetsika amin'ny lalana mifanohitra amin'ny hery noforonin'ny sahan-jiro na magnetika.
Izany indrindra no mitranga amin'ny metaly, izay iharan'ny oscillations azy manokana ny gazy elektronika maimaim-poana. Raha toa ka tsy mihoatra ny fatran'ireo oscillations voajanahary ireo ny onjam-peo elektromagnetika, dia ireo oscillations ireo dia manara-maso tsara ny saha elektrônika amin'ny onja ka tsy mamela azy hiditra lalina ao amin'ny metaly ary mamorona saha mitodika mifanohitra. mankany amin'ny saha ivelany.
Vokatr'izany dia ratsy ny fahafahan'ny fitaovana toy izany. Tsy afaka miditra lalina ao amin'ny metaly, ny taratra elektromagnetika dia hita taratra avy amin'ny toeran'ny metaly, ary ny metaly mihitsy no mahazo famirapiratana mampiavaka. Ahoana raha ratsy ny karazana permittivity roa? Io fanontaniana io dia nametraka tamin'ny 1967 ny Rosiana mpahay fizika Viktor Veselago. Hita fa ny fanondroana refractive amin'ny fitaovana toy izany dia ratsy ary ny hazavana dia mitodika amin'ny fomba hafa tanteraka noho ny manaraka ny lalàna mahazatra momba ny refraction.
5. Refraction ratsy eo amin'ny tampon'ny metamaterial - sary
Avy eo ny herin'ny onja elektromagnetika dia nafindra nandroso, fa ny maxima amin'ny onja elektromagnetika dia mihetsika amin'ny lalana mifanohitra amin'ny endriky ny impulse sy ny angovo nafindra. Ny fitaovana toy izany dia tsy misy eo amin'ny natiora (tsy misy akora misy permeability magnetika ratsy). Ao amin'ny publication 2006 voalaza etsy ambony sy amin'ny boky hafa maro noforonina tamin'ny taona manaraka, dia azo atao ny mamaritra sy, noho izany, nanangana rafitra artifisialy miaraka amin'ny fanondroana refractive ratsy (5).
Antsoina hoe metamaterial izy ireo. Ny prefix grika hoe "meta" dia midika hoe "aorian'ny", izany hoe, ireo dia rafitra vita amin'ny akora voajanahary. Ny metamaterials dia mahazo ny fananana ilainy amin'ny alàlan'ny fananganana faritra elektrika bitika izay maka tahaka ny toetra magnetika na elektrika amin'ny fitaovana. Ny metaly maro dia manana permeability elektrika ratsy, noho izany dia ampy ny mamela efitrano ho an'ireo singa izay manome valiny andriamby ratsy.
Raha tokony ho vy homogeneous, tariby vy manify be dia be nalamina amin'ny endrika grid cubic dia mifatotra amin'ny takelaka misy fitaovana insulating. Amin'ny alalan'ny fanovana ny savaivony ny tariby sy ny elanelana misy eo amin'izy ireo, dia azo atao ny manitsy ny matetika soatoavina izay ny rafitra dia manana permeability elektrika ratsy. Mba hahazoana permeability magnetika ratsy amin'ny tranga tsotra indrindra, ny famolavolana dia misy peratra roa tapaka vita amin'ny conducteur tsara (ohatra, volamena, volafotsy na varahina) ary misaraka amin'ny sosona iray hafa.
Ny rafitra toy izany dia antsoina hoe split ring resonator - nohafohezina ho SRR, avy amin'ny teny anglisy. Resonator peratra (6). Noho ny banga eo amin'ny peratra sy ny elanelana misy eo amin'izy ireo, dia manana capacitance sasany, toy ny capacitor, ary satria ny peratra dia vita amin'ny fitaovana conductive, dia manana inductance ihany koa, i.e. fahaizana mamoaka riandrano.
Ny fiovana eo amin'ny sahan'andriamby ivelany avy amin'ny onjam-peo elektromagnetika dia miteraka rivo-piainana mikoriana ao amin'ny peratra, ary io kojakoja io dia miteraka sahan'andriamby. Hita fa miaraka amin'ny famolavolana mety, ny sahan'andriamby noforonin'ny rafitra dia mitodika mifanohitra amin'ny saha ivelany. Izany dia miteraka faneriterena magnetika ratsy amin'ny fitaovana misy singa toy izany. Amin'ny alàlan'ny fametrahana ny mari-pamantarana amin'ny rafitra metamaterial, ny olona iray dia afaka mahazo valiny magnetika ratsy amin'ny onjam-peo midadasika.
meta - trano
Ny nofinofin'ny mpamorona dia ny hanorina rafitra izay tsara indrindra ny onja mikoriana manodidina ny zavatra (7). Tamin'ny taona 2008, sambany teo amin'ny tantara ny mpahay siansa ao amin'ny Oniversiten'i Kalifornia, Berkeley, dia namorona fitaovana telo dimanjato izay manana mari-pandrefesana ratsy ho an'ny hazavana hita maso sy akaiky-infrarouge, manodina ny hazavana amin'ny lalana mifanohitra amin'ny lalana voajanahary. Namorona metamaterial vaovao izy ireo tamin'ny fampifangaroana volafotsy amin'ny fluoride magnesium.
Avy eo dia tapaka ho matrix misy fanjaitra kely. Ny tranganà refraction ratsy dia hita amin'ny halavan'ny onjam 1500 nm (akaiky infrarouge). Tany am-piandohan'ny taona 2010, i Tolga Ergin avy ao amin'ny Institut Teknolojia Karlsruhe sy ireo mpiara-miasa ao amin'ny Imperial College London dia namorona TOETRA ridao maivana. Nampiasa fitaovana azo eny an-tsena ireo mpikaroka.
Nampiasa kristaly fotonika napetraka teo ambonin'ny tany izy ireo mba handrakotra ny fisondrotry ny microscopic eo amin'ny takela-bolamena. Noho izany dia noforonina avy amin'ny lantihy manokana ny metamaterial. Ireo family mifanandrify amin'ny vombony eo amin'ny takelaka dia hita amin'ny fomba izay, amin'ny alàlan'ny fanodikodinan'ny ampahany amin'ny onjam-pahazavana, dia manafoana ny fiparitahan'ny hazavana eo amin'ny bulge. Tamin'ny fandinihana ilay takelaka teo ambanin'ny mikraoskaopy, tamin'ny fampiasana hazavana manana halavan'ny onjam-peo manakaiky ny an'ny hazavana hita maso, dia nahita takelaka fisaka ny mpahay siansa.
Taty aoriana, ny mpikaroka avy amin'ny Duke University sy Imperial College London dia afaka nahazo taratry ny taratra mikraoba. Mba hahazoana izany vokatra izany, ny singa tsirairay amin'ny firafitry ny metamaterial dia tsy maintsy latsaky ny halavan'ny onjam-pahazavana. Noho izany dia fanamby ara-teknika izay mitaky ny famokarana rafitra metamaterial tena kely izay mifanandrify amin'ny halavan'ny onjam-pahazavana tokony ho refract.
Ny hazavana hita maso (violet ka hatramin'ny mena) dia manana halavan'ny onjam-peo 380 hatramin'ny 780 nanometer (ny nanometer dia iray lavitrisa metatra). Tonga namonjy ny nanotechnologists avy amin'ny Oniversite Scottish St. Andrews. Nahazo sosona tokana metamaterial mipetaka be dia be izy ireo. Ny pejin'ny New Journal of Physics dia manoritsoritra metaflex iray afaka manondrika ny halavan'ny onjam-peo eo amin'ny 620 nanometers (hazavana miloko mena).
Tamin'ny taona 2012, nisy vondrona mpikaroka amerikanina iray tao amin'ny Oniversiten'i Texas ao Austin dia nanao fika hafa tanteraka tamin'ny fampiasana microwave. Ny cylinder misy savaivony 18 sm dia nofonosina fitaovana plasma impedance ratsy, izay mamela ny fanodinkodinana ny fananana. Raha toa ka manana ny toetra optika mifanohitra amin'ny zavatra miafina izy, dia miteraka karazana "ratsy".
Mifanindry àry ny onja roa ka lasa tsy hita maso ilay zavatra. Vokatr'izany, ny fitaovana dia afaka manenjana ny haavon'ny onjam-peo isan-karazany mba hivezivezy manodidina ilay zavatra, mifamatotra amin'ny ilany iray, izay mety tsy ho hitan'ny mpanara-maso ivelany. Mitombo ny foto-kevitra teorika.
Roa ambin'ny folo volana lasa izay, Advanced Optical Materials dia namoaka lahatsoratra momba ny fandalinana mety ho fototry ny mpahay siansa ao amin'ny University of Central Florida. Iza no mahalala raha tsy naharesy ny fameperana efa misy amin'ny "satroka tsy hita maso» Namboarina avy amin'ny metamaterial. Araka ny vaovao navoakan’izy ireo dia mety hisy ny fanjavonan’ilay zavatra ao anatin’ny tara-pahazavana hita maso.
7. Fomba ara-teorika amin'ny famadihana ny hazavana amin'ny zavatra tsy hita maso
Debashis Chanda sy ny ekipany dia manoritsoritra ny fampiasana metamaterial misy rafitra telo dimensions. Azo natao ny nahazo azy noho ilay antsoina hoe. fanontana nanotransfer (NTP), izay mamokatra kasety metaly-dielectric. Ny fanondroana refractive dia azo ovaina amin'ny fomba nanoengineering. Ny lalan'ny fampielezam-pahazavana dia tsy maintsy fehezina amin'ny firafitry ny lafiny telo amin'ny fitaovana amin'ny alàlan'ny fomba resonance elektromagnetika.
Ny mpahay siansa dia tena malina amin'ny fanatsoahan-kevitra, fa avy amin'ny famaritana ny teknolojia dia mazava tsara fa coatings fitaovana toy izany dia afaka deflecting electromagnetic onjam-be. Ankoatr'izay, ny fomba ahazoana ny fitaovana vaovao dia mamela ny famokarana faritra midadasika, izay nahatonga ny sasany hanonofy ireo mpiady voarakotry ny camouflage toy izany izay hanome azy ireo. tsy hita maso feno, manomboka amin'ny radara ka hatramin'ny antoandro.
Ny fitaovana fanafenana mampiasa metamaterial na teknika optika dia tsy mahatonga ny tena fanjavonan'ny zavatra, fa ny tsy hita maso amin'ny fitaovana fitiliana, ary tsy ho ela, angamba, amin'ny maso. Na izany aza, efa misy hevitra mahery vaika kokoa. Jeng Yi Lee sy Ray-Kuang Lee avy ao amin'ny Anjerimanontolon'i Taiwan Tsing Hua National dia nanolotra hevitra ara-teorika momba ny "satroka tsy hita maso" izay afaka manala zavatra tsy eo amin'ny sehatry ny fijery fotsiny, fa amin'ny zava-misy amin'ny ankapobeny.
Hiasa mitovy amin'izay noresahina teo ambony izany, fa ny equation Schrödinger no hampiasaina fa tsy ny equations Maxwell. Ny tanjona dia ny haninjitra ny sahan'ny mety ho an'ilay zavatra mba hitovy amin'ny aotra. Ara-teorika, azo atao izany amin'ny microscale. Na izany aza, dia ho ela ny miandry ny teknolojia mety amin'ny fanamboarana ny fonony toy izany. Toy ny rehetra"tsy hita maso cap“Izay azo lazaina fa tena nanafina zavatra taminay izy.
