
幕後文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
1897年,HG Wells創建了一個虛構的科學家,該科學家通過將其折射率更改為空氣而變得無形,以使他的身體無法吸收或反射光。最近,哈利·波特(Harry Potter)在神奇的草食動物的毛皮中包裹著斗篷後,從視線中消失了。
在整個歷史上,書籍和電影中的其他虛構人物都發現或設計了成為無形的方法,這個主題是長期以來一直是科幻小說的主食,也是對人類無休止的迷戀的根源。我們中間誰從未想像過這種可能性?但是,當然,這不是真正的。
還是?
雖然還沒有人有能力穿上衣服並消失密歇根州技術大學電氣和計算機工程副教授Elena Semouchkina已找到使用磁共振來捕獲可見光的光線並將它們圍繞物體路線,使人眼可見的這些物體是基於英國科學家約翰·B·B·布洛夫(John B. B. B. B. B. B. preonn)的Invisibility operibal of Invisibility optibal of Invisibilation soluctibal of the the Human Eye的對象。
她解釋說:“想像一下,您看著放置在光源前面的物體。”
“如果光線圍繞物體發送以避免散射,並且沿著這些彎曲的路徑加速,當物體沿著這些彎曲的路徑加速以與當物體不存在時,與直接直的直射光束無法區分,則該物體對您的眼睛是看不見的。”
最簡單的是物體周圍的光流動然後在另一側再次相遇,以便直接看對象的人看不到它,但只有另一側的東西。
Semouchkina說:“您會直接通過物體看到光源。” “如果我們通過具有特定分佈的物質參數(如介電常數和滲透率)包圍對象,則可以實現此效果。”
她和她在賓夕法尼亞州立大學的合作者也是她的兼職教授,設計了一種非金屬的“隱形斗篷”玻璃,一種介電材料,也就是說,一種不導電的材料。
在計算機模擬中,斗篷製作的物體被紅外波打擊(大約一毫米或一百萬米長的長度),從視圖中呈現。
例如,這項工作的潛在實際應用可能是戲劇性的,例如在軍隊中,例如“使雷達看不見對象,“她說,以及在情報行動中“掩蓋人或物體”。
此外,她說:“從電磁輻射中屏蔽物體也非常重要,”她補充說,“可以肯定的是,遊戲行業可以在新型玩具中使用它。”
由Semouchkina的隱形斗篷組成的多回散結構屬於“超材料” - 人工材料具有自然界不存在的特性,因為它們可以通過不同尋常的方式折射光。特別是,微小玻璃諧振器的“輻條”加速了物體周圍的光波,從而使其變得不可見。
她說,直到最近,尚無材料在0到1之間的相對滲透率值,這對於隱形斗篷彎曲和加速光束是必需的。然而,超材料是40年前由俄羅斯科學家維克多·維斯列哥(Victor Veselago)預測的,並於2000年由倫敦帝國學院的彭德里(Pendry)與杜克大學的戴維·R·史密斯(David R. Smith)合作於2000年實施。
她說,超材料使用諧振器的晶格,而不是天然材料的原子或分子,並提供了諧振頻率附近的零和負值的廣泛相對介電常數和滲透性。美國物理學會將超材料列為十年的三大物理髮現之一。
Semouchkina說:“超材料最初是由金屬分開環的諧振器和電線陣列製成的,這些陣列限制了它們的各向同性(在各個方向上均勻)和頻率範圍。” “根據分開環的諧振器的大小,它們基本上可以在微波和毫米波下運行。”
2004年,她的研究小組提議用介電諧振器代替金屬諧振器。她說:“儘管使用電介質可以控制地層的磁性特性似乎很奇怪,但我們已經表明,介電諧振器的陣列可以提供負折射和其他超材料的其他獨特性能。” “低損耗介電諧振器有望將超材料的應用擴展到光學範圍,我們已經通過設計紅外斗篷來證明了這一機會。”
Semouchkina及其同事最近在期刊上報導了他們的研究應用物理信,由美國物理研究所出版。她的合著者是賓夕法尼亞州立大學的道格拉斯·沃納(Douglas Werner)和卡洛·潘塔諾(Carlo Pantano)和喬治·塞莫奇(George Semouchkin),他們在密歇根理工大學任教,並在賓夕法尼亞州立大學(Penn State)擔任輔助職位。
美國國家科學基金會(National Science Foundation)正在以318,520美元的獎勵為她的介電材料及其應用提供資金,但她計劃申請額外的贈款,以對隱形斗篷結構進行特定的研究。
Semouchkina,她獲得了電氣工程和博士學位的女士學位。湯姆斯克州立大學(Tomsk State University)的物理學和數學在她的祖國俄羅斯大學,在美國生活了13年,自2005年以來一直是美國公民。她還從賓夕法尼亞州立大學獲得了2001年的第二份材料博士學位。
她和她的團隊現在正在測試一個全端的隱形斗篷斗篷,該斗篷在微波頻率上進行了重新工作,在密歇根理工學院的Anechoic Chamber上進行了實驗,這是一個在電氣能源資源中心實驗室中的洞穴式隔室,襯有高吸收性的charcoal charcoal-charcoal-Gray Gray泡沫泡沫錐。
在那裡,“喇叭”天線傳輸並接收波長不超過幾厘米的微波,即比紅外範圍長的10,000倍以上。她說,它們正在用直徑為2到三英寸的金屬缸,高三到四英寸高,由一個由MM大小的陶瓷諧振器組成的殼。
她說:“我們希望將實驗移至較高的頻率和較小的波長,最令人興奮的應用程序將是可見光的頻率。”
編者註:這項研究得到了國家科學基金會的支持(NSF),聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。本材料中表達的任何觀點,發現和結論或建議都是作者的意見,不一定反映了國家科學基金會的觀點。看到幕後檔案。