Ķīnas pētnieki 15 minūšu laikā izgatavo neredzamības apmetni

Runājot par neredzamības apmetņiem, viena no sarežģītākajām problēmām ir lietu izgatavošana.

Izvēlētie materiāli ir pazīstami kā metamateriāli, kas tiek izveidoti, montējot atkārtotu struktūru modeli, kas mijiedarbojas ar gaismu, kas ir paredzēts, lai tos apslēptu. Šāda detalizēta montāža nozīmē, ka metamateriālu izgatavošana ir dārgs un laikietilpīgs process. Turklāt iegūtie neredzamības apmetņi nekad nav ideāli

Tāpēc fiziķi ir sākuši domāt, vai viņi var tikpat labi izmantot citus materiālus, kurus ir vieglāk un vienkāršāk izgatavot.

Viņu pieeja ir pilnīgi atšķirīga no teorētiskās gaismas saliekšanas matemātikas fiziķu līdz šim. Šī pašreizējā pieeja darbojas, mēģinot vadīt elektromagnētiskos laukus ap objektu tā, lai tas to paslēptu. Nepieciešamajam materiālam jāspēj atkārtot šāda veida gaismas kropļojumus reālajā dzīvē.

Jaunā pieeja ir izveidot apmetņa datormodeli parastā materiāla veidā ar fiksētām gaismas lieces īpašībām.

Modelis simulē, kā šis parastais materiāls izkropļo gaismu, kad tas iet garām. Pēc tam dators maina materiāla formu un topoloģiju, lai samazinātu šos kropļojumus.

Atkārtojot šo procesu daudzas reizes, ir iespējams atrast topoloģiju, kas samazina gaismas izkropļojumus, lai tā paliktu vairāk vai mazāk nemainīga, kad tā iet garām. Rezultāts ir neredzamības apmetnis; nav ideāls, bet tāds, kas var noturēties pret daudziem no metamateriāliem.

Vismaz tā ir teorija. Tā sauktā topoloģiskā optimizācija dažu lietišķo fiziķu acīs ir bijusi nedaudz vairāk par mirkšķināšanu. Līdz šim brīdim.

Šodien Lu Lans no Džedzjanas universitātes Ķīnā un daži draugi faktiski ir izveidojuši pirmo neredzamības apmetni, kas izstrādāta, izmantojot topoloģijas optimizāciju. Viņi to izgrieza no teflona, ​​un tas aizņēma 15 minūtes, izmantojot datorizētu gravēšanas mašīnu. Viņi saka, ka parauga izgatavošanas process ir ievērojami vienkāršots.

Iegūtais teflona plakstiņu neredzamības apmetnis slēpj cilindrisku metāla disku, kas ir pokera mikroshēmas lielumā no mikroviļņiem. Taču būtiski ir tas, ka tā veiktspēja cieši sakrīt ar datorsimulācijas prognozēm.

Tas ir nozīmīgi, jo tas ienes neredzamības apmetņus masveida ražošanas jomās. Nav iemesla, kāpēc teflona plakstiņus nevarētu masveidā apdrukāt vai veidot.

Turklāt Lu un co, tāpēc nav iemesla, kāpēc viena un tā pati pieeja var darboties optiskajos viļņu garumos. Viņi saka, ka šāda maskēšanas iestatīšana nebūs liela problēma, lai to atkārtotu THz vai pat optiskajā spektrā.

Protams, priekšā ir izaicinājumi. Lu un co vēlas izstrādāt tehniku, lai izveidotu apmetņus, kas darbojas dažādās frekvenču diapazonā un dažādos leņķos. Ja viņi tos var izgatavot lēti un vienkārši par maksu, kas mērāma santīmos, nav iemesla, kāpēc neredzamības apmetņi drīz nekļūs par ikdienas priekšmetiem.

Atsauce: arxiv.org/abs/1308.6049 : Eksperimentāli demonstrēts vienvirziena elektromagnētiskais apmetnis, kas izstrādāts ar topoloģijas optimizāciju

paslēpties