Äskettäin tiedekirjailijat ovat tutustaneet meidät elämän kolmanteen varmuuteen heti kuoleman ja verojen takana: Jokaisen, joka raportoi näkymättömästä tekniikasta, on mainittava Harry Potter.
Suoritettuaan tämän velvollisuuden tiedostan nyt - ilman vähäistä ylpeyttä - etten ole koskaan lukenut mitään kirjoja, joissa on tämän nuoren velho. Mutta ilmeisesti poika omistaa viitan, joka tekee hänestä näkymättömän, ja edellä mainitut kirjoittajat nauttivat miettimään, pelaako tämä fantastinen hahmo tieteen tosiasioiden sääntöjen mukaisesti. Mieluummin tietää, milloin voimme vispilä Master Potterin huomiotta ja siten mielestäsi pois.
Jos haluan piilottaa objektin, esimerkiksi suositun fantasiakirjan näyttötaulun keskelle, minulla on joitain vaihtoehtoja. Voin varastaa sen, kun luulen, ettei kukaan katso. Tai, jos pidän asunnostani vankilaa, voin peittää kirjan jonkinlaisella viittalla, jotta pöytä näyttää yksinkertaisesti tyhjältä.
Tätä varten minun on manipuloitava valoa, joka virtaa pöydän yläpuolella ikään kuin kulkisi ruudullista liikenneverkkoa pitkin. Valon kokonaan pysäyttäminen olisi melko vaikeaa. Sen sijaan voin reitittää tämän ruudukon uudelleen ja muuttaa valon kulkua - ja prosessissa muuttaa sitä, mitä se valaisee.
Ajattele valoa autona, joka ajaa jollakin tämän liikennekentän linjoista. Sen tavoitteena on päästä pöydän päästä toiseen. Kun se saavuttaa keskeltä, se valaisee kirjan.
Oletetaan, että joku kaataa liikenneympyrän ruudukon keskelle. Tässä tapauksessa kevyen automme täytyy kiertää keskustan ympäri puuttuen kirjasta. Tässä tilanteessa valo saavuttaisi silti pöydän toiseen päähän, mutta se ei osu suosituimpaan velhoon keskellä.
Valopolun muuttaminen on kuitenkin hieman vaikeampaa kuin auton kääntö. Sähkömagneettiset aallot, kuten valo, seuraavat tiukasti alkuperäistä, ruudullista liikennejärjestelmää. Materiaaleja, jotka pystyvät muuttamaan valon polkua, ei ole luonnossa, muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta. Mutta uuden tekniikan avulla insinöörit voivat luoda pieniä liikennepoliiseja, nimeltään metamateriaalit, jotka taipuvat valoon epänormaaliin suuntiin. Tällä hetkellä nämä metamateriaalit ovat pienten metallikäämien ja -tankojen muodossa.
Tästä eteenpäin suunnitelma näkymättömyyden viitan suunnittelusta on selvä. Vaihe yksi: koota nämä metamateriaalit aukolla keskellä. Vaihe toinen: aseta haluttu kirja tämän aukon sisään. Vaihe kolme: katso - tai älä näe - valo pyörii oikein spesifioidun ilmiön ympärillä.
Riippumatta siitä, mihin ihminen katselee, vaikutus pätee: kun valo on valmistunut virtavirtaansa reunuksen ympärille, se jatkaa normaalia ristikkomaista polkua ja näyttää siltä kuin se ei olisi koskaan kulkenut.
Tutkijat ovat kokeilleet tätä ajatusta asettamalla esineen tällaisen viitan sisälle ja ampumalla mikroaaltovaloa sen suuntaan. Kun he keräsivät paikkatietoa mikroaaltotiedoista, ne luovat kuvan, joka näytti siltä kuin valo olisi jatkunut esteettömästi polkuaan pitkin.
Tässä kohtaamme kuitenkin hieman turhautumista. Mikroaaltovalo ei pysty havaitsemaan mitään sen aallonpituutta pienempää - tuumaa kohti - kuten metamateriaaleja. Mutta ihmiset eivät näe mikroaalloissa; näemme värejä, joilla on paljon pienemmät aallonpituudet, nanometrien mittakaavassa. Joten esineen piilottaminen ihmisen näköltä edellyttäisi dramaattisesti pienempiä metamateriaaleja kuin niiden nykyinen koko.
Ongelma pahenee. Jotta valo voisi kulkea viitan ympäri ja jatkaa alkuperäistä polkua, sen on liikuttava hetkeksi valon nopeutta nopeammin. Tutkijat voivat saavuttaa tämän lisäyksen yhdellä valotaajuudella, mutta järjestelmä hajoaa, kun mukana on useita värejä. Joten vaikka saattaa olla mahdollista peittää keltainen nuoren Potterin raidallisessa huivissa, punainen jää valitettavasti.
Lopuksi, valon suuntaaminen viitan ympärille vie metamateriaalit tarkasti. Se on hienoa, jos haluamme naamioida paikallaan olevan esineen, mutta tekee siitä erittäin vaikeaa pitää liikkuva esine näkymättömänä - ongelma, kun otetaan huomioon, kuinka nopeasti nämä kirjat lentävät hyllyltä.
Joten meillä on edessään valitettava Catch-22 (kirja, jota emme koskaan uskaltaisi viittaa): Voimme toivoa, että näkymätön tekniikka tulee tehokkaammaksi, mutta jos se tapahtuu, meidän on hyväksyttävä väistämättömät tieteelliset artikkelit, joissa viitataan tietoon kuka .
Todellinen haluava ajattelija tämän pylvään takana oli insinööri David R. Smith Duke Universitystä, jonka suurin näkymättömyys saattaa olla tapa, jolla hän kiertää kysymystä siitä, milloin meillä on täysin toimintakykyinen viitta.
Onko sinulla idea, jota tulisi miettimään toivomisesti? Lähetä se
