• facebook
  • twitter
  • YouTube
  • Newsletter
  • rss
  • Tutaj jestem!!!

    Tomasz Rożek

    |

    GN 40/2015

    dodane 01.10.2015 00:15

    Marzą o niej chyba wszystkie dzieci. A w niektórych sytuacjach całkiem spora grupa dorosłych. Na przykład wojskowi, którzy chcą doskonałego kamuflażu, albo urbaniści, którzy chcą zasłaniać brzydkie elementy miejskiego krajobrazu. Peleryna niewidka.

    Brzmi jak bajka. Peleryna niewidka, tajemniczy materiał, który powoduje, że przedmioty czy obiekty znikają. W rzeczywistości to nie bajka, tylko poważne wyzwanie naukowe. W ostatnim numerze czasopisma „Science” ukazał się artykuł grupy badaczy z Uniwersytetu California w USA, którzy stworzyli kolejne tego typu „urządzenie”. Kolejne, bo istnieje już całkiem spora grupa prototypów. Wszystkie one mają jednak wady. Albo wymagają dużej instalacji, albo same są ciężkie, albo dają niewidzialność tylko w konkretnej długości fali.

    To dosyć skomplikowane zagadnienie, ale fale świetlne, na które wrażliwe są nasze oczy, nie mają jednej długości. Dotychczas nie udało się stworzyć materiału, który dawałby niewidzialność w pełnym zakresie. Nie bez wad jest także ostatnie odkrycie.

    Dziura w przestrzeni

    Widzimy, bo światło odbija się od przedmiotów lub obiektów, a odbite promienie trafiają do naszych oczu. Przedmiot sam może być źródłem światła (np. lampa), ale zwykle tylko światło odbija. Słońce świeci i dzięki temu widzimy swoje otoczenie. W nocy włączamy lampę, bo ona staje się źródłem światła, które następnie odbija się od wszystkiego, co jest w naszym otoczeniu. Niektóre powierzchnie nie odbijają promieni świetlnych (czarne matowe), a wtedy widzimy je tylko dlatego, że odróżniają się od swojego tła albo otoczenia. Otoczenia, które światło odbija. Gdy nie ma źródła, nie ma promieni, nie ma odbijania, a my stajemy się „ślepi”. Spróbuj coś zobaczyć w pokoju bez okien i bez lamp. W takie miejsca wchodzimy np. z latarką. Oświetlając snopem światła przedmioty, powodujemy, że stają się one widzialne.

    A co, gdyby stworzyć materiał, który światła nie odbija, tylko powoduje, że ono się ugina? Trzeba wykorzystać coś, co nazywa się ujemnym współczynnikiem załamania światła. Dzięki niemu fala świetlna omija przedmiot, wracając na swój pierwotny tor. Tak jak „ugina” się woda w rzece, gdy trafi na kamień. Wtedy do naszych oczu nie trafi żaden sygnał, a przedmiot pokryty wspomnianym materiałem stanie się niewidzialny. Tyle teoria, a co z praktyką? Największym wyzwaniem dla naukowców jest stworzenie materiału, który czyni rzeczy niewidzialne niezależnie od kształtu i wielkości.

    Strukturę materiału, który dawałby niewidzialność, trzeba stworzyć niemalże atom po atomie. I to było głównym powodem, dla którego peleryny niewidki nie powstawały. Dzisiaj znane są już technologie pozwalające „tkać” takie materiały szybciej. Pierwszy skrawek materiału dającego niewidzialność zaprezentowano zaledwie 8 lat temu w Duke University. Radził sobie tylko z mikrofalami. Dzisiaj tworzy się materiały, które dają niewidzialność w większym zakresie fal. Takie prace prowadzi się np. na uniwersytecie w Stuttgarcie. – Materiał zachowuje się tak, jakbyśmy otworzyli dziurę w przestrzeni. Światło i inne fale elektromagnetyczne rozpływają się wokół przedmiotu, skierowane przez niego tak, aby spotkać się ponownie już poza nim – tak, jakby po prostu przeszły przez kawałek pustej przestrzeni – tłumaczył szef zespołu badawczego David R. Smith w jednym z wywiadów prasowych.

    Wyzwania

    Inaczej problem próbują rozwiązać badacze z Uniwersytetu California. We wspomnianej wyżej pracy, opublikowanej w „Science”, pokazują sposób, którego wcześniej nikt nie próbował. Ich tkanina powstaje z bardzo cienkich nanowłókien, w które wplecione są maleńkie złote „cegiełki”. Światło, padając na nie, odbijane jest tak, jak gdyby odbijała je płaska powierzchnia. Przedmiot więc nie znika, nie staje się przezroczysty… Staje się płaski. Na przykład zasłaniający horyzont brzydki komin wygląda tak, jak gdyby był narysowany na podłożu. Jest tam, ale niczego już nie przysłania. Brzmi dobrze, ale... zawsze jest jakieś ale. Pierwszy problem polega na tym, że chcąc skorzystać z opisanego wyżej sposobu na „niewidzialność”, nie da się stworzyć uniwersalnej wersji peleryny. Tę trzeba zaprojektować i utkać pod konkretny kształt przedmiotu. Problem drugi polega na tym, że choć przedmiot czy przykryty nią obiekt będzie płaski niezależnie od kąta, z jakiego obserwator go ogląda, przedmiot nie może być w ruchu. Odpada więc maskowanie ludzi czy pojazdów. No i problem trzeci – peleryna spłaszcza przedmioty tylko dla wąskiego zakresu długości fali. Innymi słowy, po to, by obiekt całkowicie „spłaszczyć”, potrzebna byłaby nie jedna peleryna, tylko przynajmniej kilka ułożonych jedna na drugiej, a każda dedykowana dla innego koloru światła.

    Cóż, wyzwań jest kilka, ale to nie powód, by przestać próbować. Choć prace nad peleryną niewidką wydają się mało poważne, próba kierowania promieniami światła jest poważnym zagadnieniem. Wynalazki w tej dziedzinie natychmiast są wykorzystywane np. w telekomunikacji czy ogólnie w informatyce. Obydwie te dziedziny, jeżeli chodzi o przekazywanie informacji, oparte są na światłowodach, czyli przewodach, w których „płynie” światło.

    «« | « | 1 | » | »»
    oceń artykuł

    Zobacz także

    Reklama

    , aby komentować lub podaj nazwę wyświetlaną
    Gość

      Reklama

      Reklama

      Zachowane na później

      Pobieranie listy

      Reklama

      przewiń w dół