Onderzoekers stelden een nieuwe methode voor om objecten onzichtbaar te maken

• Nieuwe techniek maakt gebruik van genetische algoritmen om de elektromagnetische verstrooiing van het object te minimaliseren door er vulmiddel in te injecteren.
• Het maakt zowel het object als de opvulling onzichtbaar.

Door recente ontwikkelingen op het gebied van materiaaltechnologie tonen wetenschappers meer interesse op het gebied van onzichtbaarheid. Hoewel er verschillende gebieden zijn waar de term onzichtbaarheid voorkomt, zoals kwantummechanica, thermodynamica en akoestiek, richt dit onderzoek zich op elektromagnetische onzichtbaarheid in het optische bereik.

De studie van onzichtbaarheid werd het probleem van de moderne wetenschap in 1967, toen een Russische natuurkundige, Victor Veselago, een theoretische analyse publiceerde van materiaal met negatieve permittiviteit en permeabiliteit. Sindsdien heeft de materiaalwetenschap een snelle vooruitgang geboekt.

In dit werk hebben onderzoekers een methode gebruikt die is gebaseerd op vulmiddelverhulling om de elektromagnetische onzichtbaarheid van objecten aan te tonen. Ze hebben geen externe laag toegevoegd, in plaats daarvan bereikten ze de onzichtbaarheid vanuit het binnenste van het lichaam van het object. De techniek biedt verschillende voordelen en opent nieuwe toepassingen in bio-engineering en optische systemen.

Het is niet zoals de onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter

Scattering Cross Section (SCS) is een bekend concept voor het meten van de zichtbaarheid van een object. Het is de verhouding tussen het totale invallende vermogen en het totale verstrooide vermogen. De meeste van de voorgestelde methoden (om een ​​object onzichtbaar te maken) zijn gebaseerd op het verkleinen van de SCS tot bijna nul.

Het betekent dat het object niet in staat zou zijn om enig licht terug te reflecteren naar de waarnemer, noch zou het licht in welke richting dan ook verstrooien. En aangezien het geen kracht kan absorberen, zou het ook geen schaduw vormen.

Referentie:Natuur | doi:10.1038/s41598-018-32070-5 | Universiteit van Extremadura

Het idee is om onzichtbaarheid te bereiken door vulstof(fen) in plaats van een externe laag toe te voegen. Dit lijkt in niets op de onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter. In plaats daarvan is de techniek geïnspireerd op een sciencefictionroman van H.G. Wells, The Invisible Man, waarin een wetenschapper genaamd Griffin zichzelf injecteert met een ongebruikelijke chemische stof en onzichtbaar wordt.

Afbeelding tegoed:Ambiaso/Fotocommunity

Onderzoeken hebben een plasmonische verhultechniek aangenomen die zowel het object als de vulstof onzichtbaar maakt. Het is heel anders dan andere methoden, omdat je objecten laat interageren met hun omgeving zonder gehinderd te worden door externe laag(en).

Meer specifiek is de voorgestelde methode gebaseerd op het gebruik van genetische algoritmen om de elektromagnetische verstrooiing van het object te verminderen door er vulmiddel in te injecteren.

Beperkingen en toepassingen

Het gebruik van een innerlijke mantel in plaats van een externe mantel is wat deze methode onderscheidt van andere. Het heeft echter een grote tegenslag:je kunt niet hetzelfde niveau van onzichtbaarheid bereiken als met externe mantels.

Het is geldig voor driedimensionale structuren, maar alleen voor isotrope objecten. Je kunt het ook niet op grote objecten gebruiken en de verkregen bandbreedtes zijn nog steeds erg klein. De auteurs zijn echter van mening dat er veel ruimte is voor verdere verbeteringen.

Lezen:Praktische 3D-weergave gegenereerd door holografie en lichtveldtechnologie

Het idee om vulstoffen te gebruiken voor onzichtbaarheid opent een verscheidenheid aan toepassingen, variërend van gebruik in bio-engineering en communicatie tot het gebruik van niet-vaste materialen. Een van de meest voorkomende voorbeelden is het gebruik ervan in onzichtbare microscopische sondes die het te meten instrument niet verstoren:men kan veranderingen in de aflezing voorkomen door vulstoffen te gebruiken om onzichtbaarheid te bereiken.