Tāpēc mēs esam dzīvojuši redzēt laiku, kad neredzamā cepure, pazīstamais tautas pasaku atribūts, nešķiet fantastiska. Pašreizējās tehnoloģijas ļauj slēpt objektus bez maģijas, paļaujoties tikai uz zināšanām par fizikas likumiem.
Neredzamo materiālu vēsture meklējama Padomju valsts veidošanās periodā, kad tika uzsākti daudzi zinātniskie projekti, dažreiz fantastiskākie. 1936. gadā prese rakstīja par lidmašīnu, kas izgatavota no caurspīdīga plexiglass, kas pārklāta ar amalgamu. Iespējams, ka to projektējis Roberts Bartini, itāļu inženieris, kurš aizbēga uz PSRS. Tomēr ne brīnišķīgās lidmašīnas fotogrāfijas, ne zīmējumi nav saglabājušies, tāpēc tās neredzamības noslēpumu var uzskatīt par pazaudētu. Materiāli, kas nebija pieejami acij, bija jāizgudro no jauna.
Mēs redzam tos objektus, kas atspoguļo gaismu. Viņi to izkliedē dažādos leņķos atkarībā no krāsas, materiāla, novietojuma attiecībā pret gaismas avotu. Atstarojumu uztver tīklene un pārnes smadzenēs, kur veidojas attēls. Attiecīgi, ja no objekta atstarotā gaisma nesasniedz tīkleni, mēs to neredzēsim. Bet kā šādu tehnoloģiju var ieviest praksē?
Līdz šim zinātnieki ir izvirzījuši trīs metodes. Piemēram, viņi ierosina veikt vieglu saliekumu ap objektu, nesaskaroties ar to. Šim nolūkam lieta jāpārklāj ar materiālu ar īpašu struktūru ieslēgumu-ķieģeļu režģa formā, kura izmērs ir mazāks par noteiktu gaismas viļņa garumu.
Tas ir tas, kā mākslinieks iedomājās neredzamību nanocap / Xiang Zhang grupu Berkeley Lab / UC Berkeley.
Pieņemsim, ka cilvēka acij redzamais spektrs aptver viļņu garumu no 400 līdz 700 nanometriem, tāpēc režģa ieslēgumiem jābūt 100-200 nanometru lielumā. Nav nejaušība, ka tos sauc par metaatomiem. Gaisma lokās ap objektu, kas pārklāts ar metaatomiem, tāpat kā gājēju bedre uz ceļa. Līdzīgu ideju 2015. gadā īstenoja Amerikas Savienoto Valstu fiziķi, no silikona izveidojot materiālu, kura biezums bija tikai 80 nanometri. Ar tās palīdzību bija iespējams noslēpt niecīgu dzīvo šūnu daļiņu no pētnieka, kas to novēroja caur mikroskopu.
“Jūs varat arī likt gaismai iziet cauri materiālam, to nekropļojot. Fizikā tiek izmantots lielums, ko sauc par caurlaidību - tas parāda starojuma plūsmas attiecību, kas ir gājusi caur vielu, pret plūsmu, kas nokritusi uz tās virsmas. Piemēram, gaisma bez traucējumiem iet caur vakuumu, tāpēc tās caurlaidība ir vienotība. Bet metāls atspoguļo visus elektromagnētiskos viļņus, kas uz tā atrodas. Izrādās, ka, lai materiāls būtu neredzams, gaismai caur to ir jāiet cauri pilnīgi, bez izkliedes, kā caur vakuumu,”stāsta NUST MISIS supermehānismu laboratorijas darbinieks Aleksejs Bašarins.
Lai to izdarītu, pētnieki nāca klajā ar divu materiālu kombināciju, lai no tiem atstarotie viļņi cits citu nodzistu un vienkārši izietu cauri bez izkliedes - šo stāvokli sauc par anobu. Un struktūras, kurām piemīt neparastas īpašības to arhitektūras dēļ, nevis to sastāvā esošo vielu īpašības, sauc par metamateriāliem.
Reklāmas video:
Trešā metode ir atkarīga no materiāla spējas absorbēt visu gaismu, neko neatstarojot. Bet tas nav ļoti populārs, jo objektu aiz tā pilnībā paslēpt nebūs iespējams - tas metīs ēnu.
“Grūtākais ir izgatavot materiālu, kas ir caurspīdīgs plašam gaismas diapazonam. Par laimi tas nav nepieciešams, jo parasti neredzamības funkcija ir nepieciešama konkrētam uzdevumam. Piemēram, lai pārliecinātos, ka noteikts starojums iznīcina tikai vēža šūnas un vienkārši nepamana veselīgas. Kas attiecas uz neredzamības apmetņiem kā izklaidi cilvēkiem, maz ticams, ka tie drīzumā nonāks tirgū. Pietiek ar fiziķiem pierādīt, ka darbojas konkrēta metamateriāla, un tam vajadzīgs pāris mikrometru liels gabals. Vienkārši nav interesanti un ļoti dārgi ražot milzīgas “lupatas”, vismaz pagaidām,”secina Bašarins.
Olga Kolentsova