Як стати невидимим? вчені, здається, знайшли відповідь

0
33

Хто з нас в дитинстві не мріяв про шапці-невидимці? або про чарівному плащі, надівши який, вас не побачить жодна жива істота на світі. Так, історії ці, здається, старі як світ і абсолютно точно є вигадкою. Але не поспішайте прощатися з шапкою-невидимкою: результати нового дослідження показали, що невидимість – ніяка не вигадка і навіть не наукова фантастика. Скажемо більше – ще в квітні дослідники розробили унікальну світлову хвилю, яка при проходженні через об’єкт робить об’єкт невидимим для камер і навіть людського ока! щоб знайти магічну світлову хвилю, команда направила світло на непрозорий шар випадково розташованих наночастинок оксиду цинку. Вони розрахували, як розсіюється світло порошком оксиду цинку і як він розсіювався б, якби порошку там взагалі не було. “кожен з цих моделей світлових хвиль змінюється і відхиляється дуже специфічним чином, коли ви надсилаєте його через невпорядковане середовище”, – пояснив професор стефан роттер з інституту теоретичної фізики в офіційній заяві.

Вчені виявили незвичайний спосіб перетворення твердих об’єктів в невидимі за допомогою розсіювання світлових хвиль

Як зробити невидимим твердий об’єкт?

Причина, по якій ми бачимо той чи інший об’єкт, полягає в розсіюванні світлових хвиль, що відбиваються від джерела світла на предмет, а потім в людське око. Нещодавно вчені знайшли спосіб зробити тверді об’єкти невидимими, причому досить дивним чином-змушуючи світлові хвилі проходити крізь непрозорі матеріали, як ніби їх там взагалі не було.

Дослідження, проведені у віденському технічному університеті та утрехтському університеті, дозволили розрахувати конкретний різновид світлової хвилі, яка може проникати в об’єкт. Хоча можна подумати, що всі світлові хвилі однакові, це не так.

Особливі світлові хвилі, схоже, кидають виклик законам відбиття світла. Спеціально створений промінь світла не змінювався об’єктом, через який він проходив – тільки злегка приглушався, що призводило до майже ідеальної невидимості.

Результати дослідження означають, дослідження означає, що вчені можуть не тільки дивитися на те, що знаходиться за об’єктом, але й крізь нього

Унікальні світлові хвилі

В ході експерименту професор роттер і професор аллард моск використовували шар непрозорого порошку оксиду цинку – наночастинки, розташовані випадковим чином – і точно розрахували, як розсіюється світло через невпорядковану середовище і як би він розсіювався, якби порошку там взагалі не було.

Володіючи отриманими знаннями, дослідники виявили, що певний тип світлової хвилі («інваріантні до розсіювання світлові режими») був зареєстрований детектором на іншій стороні шару непрозорого порошку оксиду цинку точно таким же чином – хоча і трохи слабкіше, ніж при відправці світлових хвиль.

Більш того, існує теоретично необмежену кількість світлових хвиль! це означає, що, хоча їх важко обчислити, їх можна знайти.

Ця нова розробка може виявитися корисною для процедур візуалізації в біомедичних додатках. “одним з аспектів, який нас дуже хвилює, є той факт, що світлові поля, які ми ввели в нашу роботу, здаються особливими не тільки в патернах вихідного поля, які вони створюють за об’єктом, але і всередині нього», – розповів професор роттер в інтерв’ю the independent.

Видимі і невидимі хвилі світла, а також області їх застосування

Особливість, яка полягає в тому, що ці поля нагадують поля у вільному просторі, може бути дуже корисна для глибокого вивчення матеріалів з високим розсіюванням, з якими, як правило, дуже складно працювати, – пишуть автори наукової роботи.

Як додав професор роттер, в цій області необхідні подальші дослідження, оскільки розвиток подібної невидимості твердих тіл потенційно може привести до вирішення деяких проблем медичного характеру. І безпосередньо зробити невидимою людину сьогодні, звичайно, не можна – біологічні системи сповнені руху, наприклад, та ж кров, яка тече по тілу. Це ускладнює обчислення закономірностей, необхідних для проходження світла через об’єкт, так як вимірювання повинні виконуватися швидше, ніж масштаб самого руху.

І все ж, дані отримані в ході експерименту вже сьогодні можуть допомогти вченим, які хочуть вивчати більш дрібні структури, такі як клітини, до того ж, професор роттер вважає, що це тільки питання часу – коли вимірювальні інструменти стануть досить швидкими і дешевими, щоб відкрити цілий світ нових можливостей. Повністю озакомитися з результатами наукової роботи можна в журналі nature photonics

Людське око сприймає лише малу частину видимого спектру

Не можна не відзначити, що відкриття роутера і його команди є приголомшливим. Адже тепер ми правда можемо змусити предмети буквально зникати з виду, а потім з’являтися знову. Більш того, за допомогою трюків камери вчені можуть робити знімки того , що знаходиться за об’єктом , а потім проектувати хвилі на поверхню об’єкта, змушуючи його як би зникати. На щастя, вони також працюють над чимось більш приземленим: наприклад, способами згинати світло навколо об’єкта, по суті, змушуючи його зникати, або просто розсіювати світло, приховуючи об’єкт з уваги.

Хочете завжди бути в курсі останніх новин зі світу науки і високих технологій? підписуйтесь на наш новинний канал в telegram, так ви точно не пропустите нічого цікавого!

Квантова «невидимість»

Готові здивуватися ще сильніше? у 2019 році канадська біотехнологічна компанія hyperstealth розробила (і запатентувала) матеріал під назвою “квантова невидимість”. Так, якщо надіти цей матеріал, то ви і правда станете людиною-невидимкою! але тільки під певним кутом – з якого він проглядається, до того ж, прихований об’єкт повинен бути розташований на певній відстані.

Цікаво, що основи для цієї супер тканини були закладені ще в 2010 році, тепер же широка публіка може цим винаходом насолоджуватися. Ну як, широка-уніформи, які розробляє компанія, використовуються в арміях канади, сша, індії, словаччини, нової зеландії та йорданії.

У майбутньому камуфляж у військових стане частково невидимим.

У прес-релізі, ознайомитися з яким можна тут, міститься інформація про особливості роботи «квантової невидимості». Головна технологія, що дозволяє використовувати новий “плащ-невидимку” – це схожий на пластик матеріал. Він-то і забезпечує “невидимість”.

Промені світла, потрапляючи в мікроскопічні лінзи, розсіюються і змиваються. Таким чином, все, що знаходиться на певній відстані позаду матеріалу стає невиразними. Цей новий вид матеріалу не тільки згинає промені у видимому спектрі, але також в ультрафіолеті та інфрачервоному світлі, – відзначають творці матеріалу.

Цікаво, що в патенті описано 13 різних варіантів матеріалу, здатних працювати в різних умовах. Ось тільки широкому загалу особливості конструкції нової технології не розкриваються. (зате тепер поліцейські, ймовірно, зможуть ховатися за невидимими щитами).

Новий матеріал робить вас невидимим під певними кутом

Безумовно, нам з вами належить ще довгий шлях, перш ніж шапки-невидимки можна буде замовити додому з доставкою (або плащ-невидимка в стилі гаррі поттера), але, завдяки відкриттю вчених з австрійського університету відня і нідерландського університету утрехта ми стали на один крок ближче до мрії. Хотіли б собі такий плащ? відповідь чекаємо здес