Wetenschappers Onthullen Genetisch Algoritme Techniek Om Objecten En Hun Vulling Onzichtbaar Te Maken

• Nieuwe techniek gebruikt genetische algoritmes om de elektromagnetische verstrooiing van het object te minimaliseren door vulling erin te infuseren.
• Het maakt zowel het object als de vulling onzichtbaar.

Vanwege de recente vooruitgang in materiaalkunde tonen wetenschappers meer interesse in het veld van onzichtbaarheid. Hoewel er verschillende velden zijn waar de term onzichtbaarheid voorkomt, zoals kwantummechanica, thermodynamica en akoestiek, richt deze studie zich op elektromagnetische onzichtbaarheid in het optische bereik.

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

In dit werk hebben onderzoekers een methode gebaseerd op vulling-cloaking gebruikt om de elektromagnetische onzichtbaarheid van objecten te demonstreren. Ze hebben geen externe laag toegevoegd, in plaats daarvan bereikten ze de onzichtbaarheid vanaf het interieur van het objectlijf. De techniek brengt diverse voordelen en opent nieuwe toepassingen in bio-engineering en optische systemen.

Het Is Niet Als Harry Potter's Onzichtbaarheidsmantel

Scattering Cross Section (SCS) is een bekend concept voor het meten van de zichtbaarheid van een object. Het is de verhouding tussen totale incidentale vermogen en totale verstrooide vermogen. De meeste voorgestelde methodes (van het maken van een object onzichtbaar) berusten op het verminderen van de SCS tot bijna nul.

Dit betekent dat het object geen licht zou kunnen reflecteren terug naar de waarnemer noch het licht in een willekeurige richting zou verstrooien. En aangezien het geen vermogen kan absorberen, zou het ook geen schaduw vormen.

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

Het idee is om onzichtbaarheid te bereiken door vullingstoffen in plaats van een externe laag toe te voegen. Dit is niets als Harry Potter's onzichtbaarheidsmantel. In plaats daarvan is de techniek geïnspireerd door een science-fiction roman van H.G. Wells, The Invisible Man, waarin een wetenschapper genaamd Griffin zichzelf injecteert met een ongewone chemische stof en onzichtbaar wordt.

Afbeelding credit: Ambiaso/Fotocommunity

Onderzoekers hebben een plasmonische cloaking-techniek geadopteerd die zowel het object als de vulling onzichtbaar maakt. Het is heel anders dan andere methodes omdat u objecten laat interageren met hun omgeving zonder gehinderd te worden door externe laag(gen).

Specifieker, de voorgestelde methode is gebaseerd op het gebruik van genetische algoritmes voor het verminderen van de elektromagnetische verstrooiing van het object door vulling erin te infuseren.

Beperkingen En Toepassingen

Het gebruik van een innerlijke mantel in plaats van een externe mantel is wat deze methode van andere onderscheidt. Echter, het komt met een grote tegenslag: u kunt niet hetzelfde niveau van onzichtbaarheid bereiken als verkregen met externe mantels.

Het is geldig voor driedimensionale structuren, maar alleen voor isotrope objecten. Ook kunt u het niet gebruiken op grote objecten en de bandbreedtes die verkregen worden zijn nog steeds erg klein. Echter, auteurs geloven dat er veel ruimte is voor verdere verbeteringen.

Lees ook: Praktische 3D-display Gegenereerd Door Holografie En Lichtveldtchnologie

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