"Invisibility Caps" e ntse e sa bonahale

Ea morao-rao letotong la "liaparo tsa ho se bonahale" ke ea hlahetseng Univesithing ea Rochester (1), e sebelisang mokhoa o nepahetseng oa optical. Leha ho le joalo, batho ba nang le lipelaelo ba e bitsa mofuta o itseng oa bolotsana ba bolotsana kapa phello e khethehileng, eo ho eona lense e bohlale e honyetsang khanya le ho thetsa pono ea motho ea shebeletseng.

Ho na le lipalo tse tsoetseng pele haholo ka mor'a tsona kaofela - bo-ramahlale ba lokela ho li sebelisa ho fumana mokhoa oa ho seta lilense tse peli e le hore lebone le khanye ka tsela eo ba ka patang ntho eo ka ho toba ka mor'a eona. Tharollo ena ha e sebetse feela ha u sheba ka ho toba lilense - angle ea likhato tse 15 kapa e 'ngoe e lekane.

1. "Invisibility Cap" e tsoang Univesithing ea Rochester.

E ka sebelisoa likoloing ho tlosa matheba a foufetseng liipone kapa likamoreng tsa ho buuoa, ho lumella lingaka tse buoang ho bona ka matsoho. Ena ke e 'ngoe letotong le lelelele la litšenolo mabapi le theknoloji e sa bonahalengtse tlileng ho rona lilemong tsa morao tjena.

Ka 2012, re se re utloile ka "Cap of Invisibility" e tsoang Univesithing ea Duke ea Amerika. Ke 'nete feela e neng e baloa ka nako eo hore e ne e le mabapi le ho se bonahale ha cylinder e nyane karolong e nyane ea microwave spectrum. Selemo pele ho moo, liofisiri tsa Duke li ile tsa tlaleha ka theknoloji ea sonar stealth e ka 'nang ea bonahala e na le tšepo likarolong tse ling.

Ka bomalimabe, ho ne ho le joalo ho se bonahale feela ho tloha sebakeng se itseng sa pono le sebakeng se moqotetsane, se entseng hore theknoloji e se ke ea sebelisoa hanyenyane. Ka 2013, lienjineri tse sa khathaleng tsa Duke li ile tsa etsa tlhahiso ea sesebelisoa se hatisitsoeng sa 3D se neng se pata ntho e kentsoeng ka hare ka likoti tse nyane ka har'a sebopeho (2). Leha ho le joalo, hape, sena se etsahetse ka maqhubu a fokolang a lekanyelitsoeng le feela ka pono e itseng.

Lifoto tse phatlalalitsoeng Marang-rang li ne li shebahala li tšepisa k'hamphani ea Canadian Hyperstealth, eo ka 2012 e ileng ea phatlalatsoa tlas'a lebitso le makatsang la Quantum Stealth (3). Ka bomalimabe, li-prototypes tse sebetsang ha li e-s'o ka li bontšoa, kapa hona ho hlalosoa hore na li sebetsa joang. Khampani e qotsa litaba tsa ts'ireletso e le lebaka mme e tlaleha ka mokhoa o hlakileng hore e ntse e lokisa liphetolelo tsa lekunutu tsa sehlahisoa bakeng sa sesole.

Monitor e ka pele, kh'amera e ka morao

Ea pele ea kajenosekoahelo se sa bonahaleng» E hlahisitsoe lilemo tse leshome tse fetileng ke moenjiniere oa Japane Prof. Susumu Tachi oa Univesithi ea Tokyo. O ile a sebelisa k'hamera e behiloeng ka mor'a monna ea apereng jase eo le eona e neng e le sesupa-tsela. Setšoantšo se tsoang khamera e ka morao se ile sa hlahisoa ho eona. Monna ea apereng seaparo o ne a "sa bonahale". Leqheka le tšoanang le sebelisoa ke sesebelisoa sa Adaptiv camouflage se hlahisitsoeng lilemong tse leshome tse fetileng ke BAE Systems (4).

E hlahisa setšoantšo sa infrared "ka morao" holim'a lihlomo tsa tanka. Mochine o joalo ha o bonoe feela lisebelisoa tsa ho bona. Mohopolo oa ho pata lintho o ile oa hlaha ka 2006. John Pendry oa Imperial College London, David Schurig le David Smith oa Univesithi ea Duke ba ile ba hatisa khopolo ea "transformation optics" koranteng ea Science 'me ba hlahisa kamoo e sebetsang kateng tabeng ea li-microwaves (maqhubu a malelele ho feta leseli le bonahalang).

2. "Sekoahelo se sa bonahaleng" se hatisitsoeng ka likarolo tse tharo.

Ka thuso ea lisebelisoa tse nepahetseng tsa 'mele, leqhubu la motlakase le ka kobeha ka tsela ea hore le fete ntho e haufi le eona ebe le khutlela tseleng ea lona ea hona joale. Paramethara e khethollang karabelo e akaretsang ea optical ea mahareng ke index ea refractive, e khethollang hore na butle ha kae ho feta vacuum, leseli le tsamaea sebakeng sena. Re e bala e le motso oa sehlahisoa se amanang le motlakase le matla a khoheli.

ho kenella ha motlakase ho lekanyelitsoeng; e etsa qeto ea hore na matla a khokahanyo ea motlakase nthong e itseng a ka tlase ho makhetlo a makae ho feta matla a khokahanyo a vacuum. Ka hona, ke tekanyo ea hore na litefello tsa motlakase ka har'a ntho li arabela ka matla hakae sebakeng sa motlakase se kantle. Lintho tse ngata li na le tumello e ntle, e bolelang hore tšimo e fetotsoeng ke ntho e ntse e na le moelelo o tšoanang le oa tšimo e ka ntle.

Ho kenella ha makenete ka ho lekanyelitsoeng m ho etsa qeto ea hore na matla a khoheli a fetoha joang sebakeng se tlatsitsoeng ka thepa e fanoeng, ha e bapisoa le matla a khoheli a ka bang teng sebakeng se nang le mohloli o tšoanang oa matla a khoheli a kantle. Bakeng sa lintho tsohle tse hlahang ka tlhaho, ho kenella ha makenete ho lekanyelitsoeng ho nepahetse. Bakeng sa mecha ea phatlalatso e pepeneneng joalo ka khalase kapa metsi, lipalo tse tharo kaofela li ntle.

Joale leseli, le fetang ho tloha ho vacuum kapa moea (litekanyetso tsa moea li fapane hanyenyane feela le vacuum) ho ea bohareng, li khelosoa ho ea ka molao oa refraction le karo-karolelano ea sine ea angle ea liketsahalo ho sine ea angle of refraction ke. e lekanang le index ea refractive ea mokhoa ona. Theko e ka tlase ho zero; 'me m e bolela hore li-electrone tse ka hare ho bohareng li tsamaea ka lehlakoreng le fapaneng le matla a entsoeng ke matla a motlakase kapa a khoheli.

Sena ke sona hantle se etsahalang ka litšepe, moo khase ea elektronike e sa lefelloeng e kenang ho eona. Haeba maqhubu a leqhubu la motlakase a sa fete makhetlo a li-oscillation tsena tsa tlhaho tsa lielektrone, joale li-oscillations tsena li lekola tšimo ea motlakase ea leqhubu ka katleho hoo li sa e lumelleng ho kenella ka hare ho tšepe esita le ho theha lebala le lebisitsoeng ka tsela e fapaneng. ho leba tšimong e kantle.

Ka lebaka leo, tumello ea thepa e joalo e mpe. Ha e khone ho kenella ka hare ho tšepe, mahlaseli a electromagnetic a bonahala ho tloha holim'a tšepe, 'me tšepe ka boeona e fumana khanya ea tšobotsi. Ho thoe'ng haeba mefuta e 'meli ea tumello e ne e le mpe? Potso ena e ile ea botsoa ka 1967 ke setsebi sa fisiks sa Lerussia Viktor Veselago. Hoa etsahala hore index ea refractive ea mokhoa o joalo o fosahetse 'me leseli le khelosoa ka tsela e fapaneng ka ho feletseng ho feta ho latela molao o tloaelehileng oa refraction.

5. Refraction e fosahetseng holim'a metamaterial - pono

Ebe matla a leqhubu la motlakase a fetisetsoa pele, empa boholo ba leqhubu la motlakase le fetela ka nqa e fapaneng le sebopeho sa tšusumetso le matla a fetisoang. Lisebelisoa tse joalo ha li teng ka tlhaho (ha ho na lintho tse nang le matla a matla a khoheli). Ke feela khatisong ea 2006 e boletsoeng ka holimo le likhatisong tse ling tse ngata tse entsoeng lilemong tse latelang, ho ne ho khoneha ho hlalosa, ka hona, ho haha ​​​​mehaho ea maiketsetso ka index e mpe ea refractive (5).

Li bitsoa metamatadium. Sehlongoa sa Segerike "meta" se bolela "ka mor'a", ke hore, tsena ke mehaho e entsoeng ka thepa ea tlhaho. Metamaterials e fumana thepa eo e e hlokang ka ho aha lipotoloho tse nyane tsa motlakase tse etsisang matla a khoheli kapa a motlakase a thepa. Litšepe tse ngata li na le matla a matla a motlakase, kahoo ho lekane ho siea sebaka sa likarolo tse fanang ka karabelo e mpe ea makenete.

Ho e-na le tšepe ea homogeneous, lithapo tse ngata tse tšesaane tsa tšepe tse hlophisitsoeng ka mokhoa oa marang-rang a li-cubic li khomaretsoe poleiti ea thepa ea insulating. Ka ho fetola bophara ba lithapo le sebaka se pakeng tsa tsona, hoa khoneha ho fetola litekanyetso tsa maqhubu ao mohaho o tla ba le matla a matla a motlakase. Ho fumana matla a matla a khoheli tabeng e bonolo ka ho fetisisa, moralo o na le mehele e 'meli e robehileng e entsoeng ka mokhanni ea molemo (mohlala, khauta, silevera kapa koporo) mme e arotsoe ke lera la thepa e' ngoe.

Tsamaiso e joalo e bitsoa "split ring resonator" - e khutsufalitsoeng e le SRR, ho tsoa ho Senyesemane. Resonator e arohaneng (6). Ka lebaka la likheo tsa mehele le sebaka se pakeng tsa tsona, e na le matla a itseng, joaloka capacitor, 'me kaha mehele e entsoe ka thepa ea conductive, e boetse e na le inductance e itseng, i.e. bokhoni ba ho hlahisa maqhubu.

Liphetoho sebakeng sa matla a khoheli a kantle ho tsoa ho leqhubu la motlakase li etsa hore hona joale ho phalle ka har'a mehele, 'me hona joale ho etsa hore ho be le matla a khoheli. Hoa etsahala hore ka moralo o nepahetseng, matla a khoheli a entsoeng ke tsamaiso a lebisitsoe ho fapana le sebaka se ka ntle. Sena se fella ka ho kenella ho hotle ha makenete ea thepa e nang le likarolo tse joalo. Ka ho beha litekanyo tsa tsamaiso ea metamaterial, motho a ka fumana karabelo e mpe ea makenete ka mefuta e mengata e fapaneng ea maqhubu a maqhubu.

Meta - moaho

Toro ea baqapi ke ho haha ​​tsamaiso eo ho eona maqhubu a neng a tla phalla ho potoloha ntho eo (7). Ka 2008, bo-rasaense ba Univesithing ea California, Berkeley, ka lekhetlo la pele historing, ba thehile lisebelisoa tse tharo-dimensional tse nang le index e mpe ea refractive bakeng sa leseli le bonahalang le le haufi le infrared, le koba leseli ka tsela e fapaneng le tataiso ea eona ea tlhaho. Ba thehile metamaterial e ncha ka ho kopanya silevera le magnesium fluoride.

Ebe e khaoloa ka matrix e nang le linale tse nyane. Ketsahalo ea refraction e mpe e 'nile ea bonoa ka bolelele ba 1500 nm (haufi le infrared). Mathoasong a 2010, Tolga Ergin oa Karlsruhe Institute of Technology le basebetsi-'moho le Imperial College London ba thehile. sa bonahaleng lesira le kganyang. Bafuputsi ba ile ba sebelisa thepa e fumanehang 'marakeng.

Ba ne ba sebelisa likristale tsa photonic tse behiloeng holim'a metsi ho koahela lesela le sa bonahaleng le lenyenyane holim'a poleiti ea khauta. Kahoo metamaterial e entsoe ka lilense tse khethehileng. Lilense tse shebaneng le hump holim'a poleiti li fumaneha ka tsela eo, ka ho khelosa karolo ea maqhubu a khanya, li felisang ho hasana ha leseli holim'a leqhubu. Ka ho sheba poleiti ka tlas’a microscope, ba sebelisa khanya e nang le leqhubu le haufi le khanya e bonahalang, bo-rasaense ba ile ba bona poleiti e bataletseng.

Hamorao, bafuputsi ba Duke University le Imperial College London ba ile ba khona ho fumana ponahatso e mpe ea mahlaseli a microwave. Ho fumana phello ena, likarolo tsa motho ka mong tsa sebopeho sa metamaterial li tlameha ho ba tlase ho leqhubu la khanya. Kahoo ke phephetso ea tekheniki e hlokang hore ho hlahisoe libopeho tse nyane haholo tsa metamaterial tse tsamaellanang le bolelele ba khanya eo li lokelang ho li fetola.

Leseli le bonahalang (violet ho isa bofubelu) le na le leqhubu la bolelele ba li-nanometer tse 380 ho isa ho tse 780 (nanometer ke karolo ea bilione ea mithara). Litsebi tsa Nanotechnologists tse tsoang Univesithing ea Scotland ea St. Andrews li ile tsa thusa. Ba na le karolo e le 'ngoe ea metamaterial e teteaneng haholo. Maqephe a New Journal of Physics a hlalosa metaflex e khonang ho kobeha maqhubu a bolelele ba li-nanometer tse ka bang 620 (leseli le bofubelu ba lamunu).

Ka 2012, sehlopha sa bafuputsi ba Amerika ba Univesithing ea Texas e Austin ba ile ba tla ka leqheka le fapaneng ka ho feletseng la ho sebelisa li-microwaves. Silinda e bophara ba lisenthimithara tse 18 e ne e koahetsoe ka lisebelisoa tse mpe tsa plasma, tse lumellang ho qhekella ha thepa. Haeba e na le thepa e fapaneng hantle ea optical ea ntho e patiloeng, e etsa mofuta oa "negative".

Ka hona, maqhubu a mabeli a kopana 'me ntho e fetoha e sa bonahaleng. Ka lebaka leo, thepa e ka koba mefuta e mengata e fapaneng ea maqhubu a leqhubu e le hore e phalle ho pota-pota ntho, e kopane ka lehlakoreng le leng la eona, e ka 'nang ea se ke ea bonahala ho motho ea shebileng ka ntle. Likhopolo tsa khopolo-taba lia ata.

Hoo e ka bang likhoeli tse leshome le metso e 'meli tse fetileng, Advanced Optical Materials e hatisitse sengoloa mabapi le boithuto bo ka bang bo matla bo entsoeng ke bo-ramahlale ba Univesithing ea Central Florida. Ke mang ea tsebang haeba ba hlotsoe ho hlola lithibelo tse teng ho "likatiba tse sa bonahaleng» E hahiloe ka lisebelisoa tsa metamataria. Ho ea ka boitsebiso boo ba bo hatisitseng, ho nyamela ha ntho e ka har'a leseli le bonahalang ho khoneha.

7. Mekhoa ea khopolo-taba ea ho koba leseli holim'a ntho e sa bonahaleng

Debashis Chanda le sehlopha sa hae ba hlalosa tšebeliso ea metamaterial e nang le sebopeho sa mahlakore a mararo. Ho ne ho khoneha ho e fumana ka lebaka la seo ho thoeng ke. khatiso ea nanotransfer (NTP), e hlahisang litheipi tsa tšepe-dielectric. Lenane la refractive le ka fetoloa ka mekhoa ea nanoengineering. Tsela ea phatlalatso ea leseli e tlameha ho laoloa ka sebopeho sa bokaholimo ba likarolo tse tharo ho sebelisoa mokhoa oa electromagnetic resonance.

Bo-rasaense ba hlokolosi haholo liqetong tsa bona, empa ho latela tlhaloso ea theknoloji ea bona ho hlakile hore ho roala thepa e joalo ho ka khona ho khelosa maqhubu a motlakase haholo. Ho phaella moo, tsela eo thepa e ncha e fumanoang ka eona e lumella tlhahiso ea libaka tse kholo, e leng se entseng hore ba bang ba lore ka bahlabani ba koahetsoeng ke moferefere o joalo o ka ba fang ho se bonahale phethehile, ho tloha radar ho fihlela motšehare.

Lisebelisoa tsa ho pata tse sebelisang metamatadium kapa mekhoa ea optical ha li bake ho nyamela ha lintho tsa sebele, empa ke ho se bonahale ha tsona ho lisebelisoa tsa ho lemoha, 'me kapele, mohlomong, ka leihlo. Leha ho le joalo, ho se ho ntse ho e-na le likhopolo tse matla haholoanyane. Jeng Yi Lee le Ray-Kuang Lee ba tsoang Univesithing ea Taiwan ea Tsing Hua ba ile ba etsa tlhahiso ea khopolo ea khopolo ea "seaparo sa ho se bonahale" sa "quantum" se khonang ho tlosa lintho tse seng feela tšimong ea pono, empa hape le ho tloha 'neteng ka kakaretso.

Sena se tla sebetsa joalo ka se boletsoeng ka holimo, empa ho tla sebelisoa equation ea Schrödinger sebakeng sa lipalo tsa Maxwell. Taba ke ho otlolla sebaka sa monyetla oa ntho hore e lekane le zero. Ka khopolo, sena se ka khoneha ho microscale. Leha ho le joalo, ho tla nka nako e telele ho emela menyetla ea theknoloji ea ho etsa sekoahelo se joalo. Joalo ka eng kapa eng"sekoahelo se sa bonahaleng“Seo ho ka boleloang hore ehlile o ne a patetse ho hong hore re se bone.