 理论中的隐身材料能让影子消失
美国和英国科学家最近完成了视觉隐身技术的原理研究。科学家称,只要制造出性能合适的材料,实用的“隐身衣”完全可能在近期问世。
美国杜克大学和英国伦敦帝国学院科学家的这一成果发表在新一期《科学》杂志网络版上。他们说,视觉隐身的原理实际上是引导光波等“转向”,如果能在现实中实现,它将在诸多领域得到应用。
人之所以能看到物体,是因为物体阻挡了光波通过。如果有一种材料敷在物体表面,能引着被物体阻挡的光波“绕着走”,那么光线就似乎没有受到任何阻挡。在观察者看来,物体就似乎变得“不存在”了,也就实现了视觉隐身。
杜克大学教授戴维·史密斯等人说,要制造这种扭曲光波的材料,关键是材料的晶格结构特性,而不是其物质构成。他们从麦克斯韦方程出发,推导出了决定材料结构的一套方程式,人们可以按这套方程式来制造隐身材料。史密斯表示,他们有能力在18个月内制造出符合他们方程式描述的材料。
科学家说,视觉隐身材料可以用于军事领域,让军事设施、部队等从敌人眼前“彻底消失”。由于光波属于电磁波的一种,按他们的方程式也可以设计出能让其他波段电磁波“扭曲”的材料。比如,能让微波扭曲的材料如果用于无线电通信,就可以减少某些物体对通信的阻碍。
其他科学家在同一期杂志上评论说,所谓“隐身”,实际上躲不过多波段电磁波的探测,能扭曲一种波的材料,对其他波长的电磁波就无效了。但通过一些改进,可以将视觉隐身的效果提高。
《科学》:新型“隐形衣”研制成功 |
隐形材料可以引导微波“转向”,避开仪器探测 | http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/10/215493.shtm
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“隐形衣”外形如同一条黄色的浴巾
英国女作家J·K·罗琳的《哈里·波特》系列小说中,经常会出现主人公披上隐形衣、瞬间遁形的情节,这也是这部科幻小说中最令人羡慕的情节之一。
美国一个科研小组最近在“隐身衣”研制上迈出新一步,让“隐形梦”不再遥远。
“隐形”原理
杜克大学研究人员说,他们制作出的隐形材料可以引导微波“转向”,避开仪器探测,从而防止物体被发现。
与光和雷达波一样,微波探测到物体的原理是物体阻挡了微波通过的途径,使其产生阴影,从而“显形”。这种敷在物体表面的材料,能引着微波“绕着走”,起到将物体隐形的作用。
杜克大学教授、研究人员戴维·史密斯介绍说,他们设计的“隐形衣”外形如同一条黄色的浴巾,由数以千计的类似人造玻璃纤维的“超材料”组成,这些材料可以“抓住”微波并改变其方向。
他解释说,当微波射到披有隐身材料的物体上时,微波就会绕过去,整个过程就像水流经过一块圆滑的岩石而发生分流一样。
这一研究成果发表在1月15日的《科学》杂志上。中国东南大学的崔铁军教授是这篇论文的共同通信作者。
尚待完善
微软—全国广播网引述史密斯的话说,这件隐形衣的成本其实并不高,“如果你想把这项技术商业化,那根本花不了什么钱”。
虽然已经研制出抵御微波的“隐形衣”,但研究人员说,他们下一步要做的事情是制造出可以抵御可见光的“隐形衣”,使人眼也无法看到披有隐形材料的物体。
史密斯2006年参与制造了一件“隐身衣”。与那件“隐身衣”相比,新研制的隐身材料可谓天壤之别。
史密斯说,新研制的隐身材料可以抵挡的电磁波范围有所扩大,有利于研究人员进一步研制出可以“扭曲”可见光和红外线的隐身材料。
军事应用
研究人员说,“隐形衣”可不是供人们猎奇和消遣,军方有可能成为这项技术的第一个受益者。无论是舰船、战斗机,还是坦克,都可以通过隐身技术,让它们在敌人眼前彻底消失。
英国帝国理工学院理论物理学家约翰·佩德里预测,在未来5年内,军方会利用这项技术伪装舰船和坦克,以防止其被敌方发现,“这一天并不远了,但要取决于人们需求的迫切程度和愿意支付价钱的多少”。
“隐形衣”不仅能使物体隐形,其巧妙躲避微波探测的原理同样也为其他领域的应用带来了可能。
史密斯说,这种原理可以解决手机信号受屏蔽的问题,让人们在电梯里也能畅通无阻地打电话。
属于重大发明,但估计难以市场化,因为会带来许多潜在社会影响问题,从而引起政策阻碍。(谢) |