Az a módszer, hogy a tárgyat láthatatlanná tegyék a fény, a tudomány és az élet manipulálásával

A láthatatlanság - valamint az időutazás, a teleportálás, a levitáció és az ultra-sebesség - a kezdetektől fogva foglalkozott a tudományos fantasztikummal. A leghíresebb példák közül a Romulánok a Star Trekben, a Harry Potterben egy esőkabát és Frodó segítségével, hogy Mordor felé menjenek. Több száz, ha nem több ezer utalás a láthatatlanságra, könyvekben és filmekben találhatók meg. Az elmúlt évek során a tudósok olyan érdekes módszerekkel jöttek létre, amelyek elrejthetik a tárgyakat a látómezőtől, de ezekben az esetekben a folyamat sokkal bonyolultabb volt, mint a tudományos fantasztika.

Mielőtt beszélhetnénk egy tudományos láthatatlanná váló köpenyről, meg kell értenünk a fény és a fizikai tárgyak közötti kapcsolatot. Hiszed vagy sem, ez a hozzáállás nagyon egyszerű. Amikor valamit nézünk - legyen az alma vagy gép -, amit látunk, a fény hullámhosszára csökken, amely tükrözi és elnyeli az objektumot.

A Nap esetében azt mondják, hogy fehér színe abból fakad, hogy elnyeli a fény minden hullámhosszát. Mindazonáltal, közvetlenül a denevéren, a legtöbb ember azt mondja, hogy a Nap valóban sárga (de ez teljesen más). Mivel ezt nem szabad felesleges megkérdezni, megtennéd, hogy elrejti az objektum valódi színét, vagy akár láthatatlanná teszi?

A válasz sokkal érdekesebb, mint amilyennek látszik első pillantásra: tudod. Nemrégiben a francia tudósok bejelentették, hogy olyan módon találtak módot a fény manipulálására, hogy egy apró átlátszatlan tárgy teljesen átlátható legyen az emberi szem számára. Bár egyszerűnek hangzik, valójában mindent sokkal bonyolultabb.

Hogyan működik?

A tudósok által használt módszer kvantumhatásokon alapszik. Az olyan dolgok, mint Rayleigh szóródás, azt tanították nekünk, hogy a fény részecskéi viharos életet élnek, és ezúttal ütköznek össze ezzel, és a téridőben. Amikor kapcsolatba kerülnek a molekulákkal és más anyagrészecskékkel, azok alkotó részei, vagyis a fotonok különböző irányban fordulnak el furcsa szögben. További komplikációk jelentkeznek, amikor további egyenértékű atomokat vagy molekulákat adunk az egyenlethez. Ilyen környezetben kvantum radiátoroknak nevezik őket, és rendkívül fontosak a kvantumtechnológia ígéretes területén.

Ha egy fényforrás érintkezik egy másik fűtőtesttel, akkor a fény visszapattan és bemutatja az elektromágneses mezőben bekövetkező változásokat, ami a fotonok szétszóródásához vezet, amelyek még összetettebb hullámmintákat eredményeznek. Még mindig nem szabad elfelejteni a dipólusokat - vagy a pozitív és negatív oldalú kvantum radiátorokat. Ez a jellemző, amely annak a következménye, hogy a radiátor egyenetlen eloszlású elektronokat tartalmaz, komoly hatással lehet az elektromágneses mezőre. Minden radiátor elektromágneses mezője fontos.

Végül mindez gyakran keletkezik az úgynevezett dipól-dipólus interakciók: olyan dolgok kombinációja, amelyek intenzíven szórják a fényt. És ahogy a tanulmányok kimutatták, ez a hatás használható a fény visszaverődésének manipulálására a felületről.

A kvantum radiátor (kék lemezként) egy elektromágneses mezővel kölcsönhatásba lép. A fizikusok az ilyen kvantum radiátorokban dipól-dipól kölcsönhatásokat alkalmaztak az áttetsző tárgyak átlátszóvá tételére.

Pontosabban, a tudósok egy új technikát használnak DIET-nek (dipólus által kiváltott elektromágneses áttetszőség), hogy megakadályozzák a fény pattogását a felületről és egy bizonyos hullámhosszat tükrözve, ami lényegében átláthatóvá teszi a tárgyat a látható tartományban.

Mi fog ez vezetni?

A munka lényege, hogy a tudósoknak meg kell ismételniük sikerüket egy két atom átmérőjű objektum példáján keresztül (referenciaként ez rendkívül kicsi, ha összehasonlítjuk a világ makroszkópjával). Mindazonáltal biztosak abban, hogy nemcsak nagy tárgyakkal tudják ezt megtenni, hanem megtévesztik a szemünket is, nem csak azáltal, hogy láthatatlanná teszik az objektumot, hanem általánosságban más színnel festik is.

Munkájuk szintén fényt (szó szerint) azon a módokon, amelyeken nagyban lelassíthatjuk a fényt, vagy akár be is fagyhatjuk. Az első esetben ezt úgy végezzük el, hogy megváltoztatjuk a fotonok mozgását a részecskék és a közeg kölcsönhatásának következtében. Az ilyen áttörés előnyei túl sokak ahhoz, hogy felsorolhassák, de természetesen még mindig sok a munka.

"Jelenleg a célunk, hogy a DIET-t átjussunk egy többszintű atom- vagy molekuláris rendszerbe" - mondja Harron. "Minden egyes kibocsátó viselkedni fog, mint egy oszcilláló dipólus, így megnyitva egy sor áttetsző ablakot, amely lehetővé teszi számunkra, hogy rugalmasabb [manipuláció] stratégiát hajtson végre."

Továbbá a tudósok a fejlődésükre alapozva lassítják a fényt.