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美科学家设计隐身斗篷

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据外国媒体报道,去年,物理学家通过使物体周围的光发生折射,解开了一道遁物于无形的复杂数学方程式。现在,美国印地安那州普度大学一个工程师小组参照这些计算结果,提出一个新设计,有望制造出适于在可见光范围内令任何大小物体隐形的装置,《哈里·波特》中“隐身斗篷”也可能会从科幻世界中的魔法变成现实。

美国普度大学的这项设计将微型金属针装入到发刷形状的锥形物体之中,并以特定角度和长度迫使光在斗篷周围游走。如此一来,锥形物体内的一切事物看上去会忽然消失,原因就在于光不再对其产生反射。领导此项研究的普度大学电气和计算机工程学院教授弗拉基米尔·沙拉伊夫表示:“这听上去就如科幻小说一般,但我意识到,这完全符合物理定律。理想情况下,如果我们成功制造此类装置,它确如哈里·波特的隐形斗篷一般遁物于无形。这件装置的重量不大,因为它上面的金属针都很小。”

两到三年内提出可操作版本

这项尚属理论的设计将刊登于最新一期《自然光子学》上。沙拉伊夫教授表示,他目前仍在筹集研制这套装置的足够资金,有望于两到三年内提出可操作版本。“隐身斗篷”面临的重大问题是,当前设计只能每次使一个波长的光发生弯曲,也确实不能影响可见光谱的整个频率范围。沙拉伊夫教授说:“如何开发出同时适于所有颜色可见光的设计将是一个重大的技术挑战,但我们相信这并非不可能的任务。从理论上讲,这是可行的。即使遮挡一个频率也能产生用途广泛的应用。”

“隐身斗篷”能够使士兵即使暴露在夜视镜面前,也不会显露庐山真面目,因为夜视镜通常采用一个波长的光。另外,它还可以被使物体在激光器照射下“隐形”,军队在照亮目标时,通常会发射激光器。在此之前,已有研究人员成功使物体消失在光谱微波波段面前。光谱的微波波段远远大于可见光的波长。

在可见光范围隐形

这项新设计是第一种适于在可见光范围内遮盖任何大小物体的装置,通过微型金属针改变锥形物体周围的“折射率”,达到遁形的效果。每种材料都有其固定的折射率,折射率在光从一种材料转移到另一种材料时,可决定光的弯曲度及光放缓的速度。举例来讲,这种现象好比一支筷子置于水杯之中,从外面看上去它是弯曲的,但实际上却是直的。天然原料的折射率普遍超过其它材料。

隐藏于锥形物体内的微型金属针可以将斗篷内表面的折射率从零,逐渐改变为斗篷外表面的一。这会引导或折射被斗篷罩在其中的物体周围的光线。制造微型金属针的技术目前已被用于制造纳米技术设备。这种尚存在于理论层面的金属针直径约为10纳米(十亿分之一米)左右,长度约为数百纳米。一纳米大约相当于20个氢原子排成一列的长度。

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