Munca de cercetare a mitului sau a realității pe mantie de invizibilitate. Mantaua de invizibilitate devine realitate

Pe Internet a apărut un videoclip uimitor în care un inventator chinez își demonstrează creația - o mantie de invizibilitate. Anterior, am spus de ce musulmanii și evreii, relatează site-ul.

Pelerina de invizibilitate a stârnit dezbateri aprinse pe rețelele de socializare

Pelerina Quantum este realizată dintr-un material transparent care poate reflecta lumina.

Videoclipul a fost vizionat de peste 20 de milioane de oameni, dintre care câteva mii au lăsat diverse comentarii. În timp ce unii sunt șocați de această invenție, alții sunt siguri că totul a fost datorită efectelor speciale.

Astfel, un angajat al companiei Quantum Video este sigur că mantia de invizibilitate nu există, iar pentru filmarea acestui videoclip a fost folosită o țesătură verde obișnuită, care a fost editată folosind un anumit program. Acesta este adesea folosit în timpul filmărilor de filme de acțiune și science fiction.

Cu toate acestea, șeful adjunct al Departamentului de Investigații Criminale, Chen Shikyu, este mulțumit de această invenție, menționând că mantia de invizibilitate va ajuta armata, deoarece soldatul din ea nu numai că nu va fi văzut de inamic în timpul zilei, ci și cu un dispozitiv de vedere pe timp de noapte. Singurul lucru care îl îngrijorează pe oficial este ce se va întâmpla dacă invenția va cădea în mâinile inamicilor.

Jurnalista JoeInfoMedia, Anna Ash, ne amintește că am vorbit anterior despre familii celebre despre care. Ce blesteme au cântărit pe cei puternici ai acestei lumi? Cine i-a blestemat pe Romanov, Kennedy - și mulți alții? La ce vârstă și de la ce au murit?

Oamenii de știință din mai multe țări sunt aproape de a crea un material care face o persoană sau orice alt obiect invizibil pentru ceilalți. Cu toate acestea, în condițiile actuale nu este suficient să se creeze o iluzie vizuală pentru ochiul uman. O adevărată mantie de invizibilitate trebuie să camufleze un obiect în zeci de parametri diferiți. Și oamenii de știință și inventatorii lucrează la asta.

La un moment dat, japonezii au încercat să rezolve problema creării unei mantii de invizibilitate, după cum se spune, frontal. Au creat o mantie specială, pe o parte a căreia erau sute de mini-camere video, iar pe cealaltă - sute de mici ecrane. Când sunt activate, camerele înregistrează spațiul din spatele obiectului ascuns și transmit imaginea către ecranele din fața acestuia. Drept urmare, un obiect acoperit cu o astfel de mantie este, parcă, acoperit cu o imagine de televiziune a golului. Cu toate acestea, această cale este o fundătură. Și însăși ideea unei mantii de invizibilitate a fost înlocuită cu ideea unei iluzii de televiziune.

În paralel, oamenii de știință din mai multe țări caută și creează materiale cu ajutorul cărora proprietăți speciale, care trebuie să lucreze cu lumină și să țină cont de natura ei. Oamenii de știință din Singapore au prezentat versiunea lor de tehnologii invizibile. La conferința TED din Los Angeles au arătat un cub transparent. Cristalele optice de calcit permit razele să fie refractate în așa fel încât obiectul din spatele cubului să devină invizibil. Singaporezii sunt însă încrezători că calcitul va fi folosit cel mai probabil pentru a îmbunătăți calitatea transmisiei prin fibra optică, precum și în crearea de noi camere digitale.

Natura ondulatorie a luminii i-a determinat pe oamenii de știință să creeze un material pe care aceste unde ar fi forțate să curgă în jurul. Permite valurilor să ascundă vizual obiecte, creând efectul de invizibilitate. În acest caz, razele trebuie să convergă din nou în spatele obiectului, menținându-și direcția inițială. Pentru a face acest lucru, este necesar să folosiți metamateriale cu proprietăți neobișnuite. Primele astfel de materiale au apărut în 2006. Oamenii de știință de la Universitatea din Texas susțin că au reușit să creeze o versiune a unui astfel de material, pe care o numesc „metascreen”. Acest material ultra-subțire și flexibil este creat din fire de cupru și folie de policarbonat.

Cu toate acestea, Texas a adoptat o abordare diferită. Undele nu curg în jurul materialului; pelicula ultrasubțire se împrăștie și neutralizează undele ultrascurte: materialul în sine se dovedește a fi mai subțire decât lungimea de undă. În timp ce o astfel de pelerină face obiectele relativ mici invizibile. În timpul experimentelor, oamenii de știință au ascuns un cilindru ceramic de 18 centimetri înălțime, care a fost învelit într-un „metascreen”. Obiectul a devenit invizibil atunci când a fost privit printr-un scaner cu microunde. Mai exact cuptorul cu microunde radiatii electromagnetice cu lungimi de undă de la 1 mm (frecvență 300 GHz) la 1 m (300 MHz) utilizate în majoritatea radarelor.

Cu toate acestea, prin dezvoltarea modelului, oamenii de știință din Texas vor fi capabili să protejeze obiectul de radiațiile vizibile, care sunt similare cu microundele și undele infraroșii. Cel mai probabil, această abordare va deveni principala în crearea materialelor moderne de camuflaj. La Institutul de Tehnologie din Massachusetts lucrează la un material similar care afectează câmpul electromagnetic. Până acum, a fost creat doar un model computerizat de nanoparticule speciale.

Se presupune că materialul creat din ele nu va forța particulele să curgă în jurul său, ci pur și simplu va trece electroni prin el însuși, ca și cum obstacolul nu ar exista deloc. Și în acest caz, „invizibilitatea” este mai degrabă o proprietate suplimentară. Cu această tehnologie, se așteaptă îmbunătățirea materialelor utilizate în dispozitivele termoelectrice, combinând calitățile de conductivitate electrică ridicată cu conductivitate termică scăzută.

De asemenea, aceste evoluții pot fi folosite pentru a crea comutatoare în medii electronice. Și apropo, invizibilitatea unui obiect cu ochiul uman este conditii moderneîn sine nu valorează prea mult. Un obiect poate fi iluminat de valuri de alt tip, calculate din radiația unui telefon mobil etc. Dispozitive tehnice de lucru diverse tipuri suficient de dezvoltat.

Prin urmare, devine urgent să se creeze un material care să fie capabil să mascheze purtătorul în funcție de zeci, dacă nu de sute de parametri. Ceva similar, dar deocamdată bazat pe propriile sale capacități modeste, este creat de designerul Adam Harvey din New York. El încearcă să atingă preocupările tot mai mari din Statele Unite cu privire la utilizarea dronelor supraveghere totală pentru oameni. Anul trecut, în cadrul unui proces intentat de Electronic Frontier Foundation (EFF), guvernul SUA a recunoscut că există deja 64 de baze de drone în funcțiune în țară.

Abilitatea de a deveni invizibil după bunul plac a fost una dintre primele trei cele mai mari dorințe umane de secole, împreună cu zborul și capacitatea de a vedea ceea ce este departe. Astăzi acestea nu mai sunt povești dintr-un basm: avem deja avioane, stații orbitale, televiziune și internet. Oamenii de știință au început să creeze o adevărată mantie de invizibilitate în urmă cu doar un sfert de secol, dar într-o perioadă atât de scurtă au reușit să găsească mai multe soluții tehnice la această problemă.

Pentru a înțelege ce este „invizibilitatea”, trebuie mai întâi să înțelegeți ce este „vizibilitatea”. Într-un vid sau mediu transparent, razele de lumină călătoresc în linie dreaptă. Cu toate acestea, dacă fasciculul întâlnește un obstacol, acesta este transformat - reflectat, refractat, absorbit. Odată ajuns în ochiul uman, un astfel de fascicul modificat ne permite să „vedem”. Cele de mai sus sunt valabile pentru obiectele opace, dar la trecerea prin sticla subțire, o rază de lumină nu suferă aproape nicio modificare și, prin urmare, obstacolul este practic invizibil.

Imaginați-vă un curent subțire de apă care cade vertical în jos. Puneți o minge de tenis de masă sub pârâu. Apa, lovind mingea, curge pe suprafața ei și de dedesubt se transformă din nou în același flux subțire. Și uitându-te la ea, ai putea crede că pârâul nu a întâlnit niciun obstacol. Aceasta înseamnă că pentru a crea o mantie de invizibilitate, este necesar să ne asigurăm că orice rază care cade pe corpul uman nu se transformă, ci își continuă drumul în aceeași direcție, cu aceeași strălucire și frecvență spectrală, de parcă ar fi trecut prin subțiri. sticlă. Ce tehnologii fac posibilă transformarea teoriei în practică?

Metamaterial cuantic Stealth

Mantaua de invizibilitate nu ar trebui să schimbe proprietățile obiectului - pur și simplu direcționează razele de lumină în jur și forțează un observator din exterior să vadă doar ceea ce este în spate. Astăzi, substanțe cu astfel de proprietăți există deja: acestea sunt metamateriale cu un unghi de refracție negativ, care forțează razele de lumină să se îndoaie în jurul unui obiect și îl face invizibil pentru ochi, dispozitive de vedere nocturnă și camere termice și, de asemenea, ascunde umbra.

Un pionier în crearea unor astfel de metamateriale a fost fizicianul de la Imperial College London, Sir John Pendry. La mijlocul anilor '90, el a sugerat că atingerea unghiului de refracție dorit este posibilă nu atât prin compozitia chimica molecule, câte datorită locației lor. Omul de știință a pornit de la un fapt binecunoscut: la granițele mediilor, undele pot fi reflectate sau refractate, iar în interiorul mediului pot fi absorbite sau trece prin el.

În 2006, profesorii de la Universitatea din Michigan, Elena Semushkina și Xiang Zhang, au propus utilizarea dielectricilor: de exemplu, cristale uniaxiale, care sunt caracterizate prin birefringență în toate direcțiile luminii incidente, cu excepția uneia. Fizicienii din Birmingham s-au alăturat cercetării și, în curând, au reușit să creeze un material cu cristale de nitrură de siliciu pe un substrat transparent de oxid de siliciu nanoporos. Făcând găuri cu diametru nanometru în cristale, oamenii de știință au obținut o oglindă optică netedă care poate ascunde obiecte din domeniul vizibil.

Un material unic numit Quantum Stealth funcționează fără camere, baterii, lămpi și oglinzi, cântărește puțin și, potrivit dezvoltatorilor companiei Hyperstealth, este ieftin. Cu toate acestea, nu este încă posibil să cumpărați țesătura unică, deoarece inițial a fost destinată armatelor canadiene, americane și britanice. Echipele militare și de prim răspuns au început să testeze Quantum Stealth în 2012. În aprilie 2014, Hyperstealth a anunțat lansarea unei versiuni comerciale a mantiei sale de invizibilitate: Hyperstealth INVISIB, care ar trebui să fie disponibilă în cursul acestui an.

Dulap cu calmari

Capacitatea sepielor, calmarilor și caracatițelor de a deveni invizibile în apă a permis oamenilor de știință de la Universitatea din California și de la Universitatea Duke să creeze o „pelerina de invizibilitate” pentru marine. Cu toate acestea, nu le va face literalmente invizibile, ci le va permite să se camufleze strălucit pe fundalul zonei înconjurătoare, dizolvându-se literalmente în peisaj.

Cercetătorii au folosit o proteină din pielea calmarului (Loligo pealeii) numită reflectină, care se poate adapta la lumina de diferite lungimi de undă. Ei au descoperit că țesuturile alternau între straturi de celule cu indici de refracție ridicat și scăzut. Scurtând și mărind distanța dintre straturi, calmarul „reflectează” lumina din diferite game și își schimbă culoarea.

Pentru a reproduce această capacitate, oamenii de știință au plasat un strat din această proteină pe o peliculă de oxid de grafen și dioxid de siliciu. Prin tratarea alternativă a materialului cu abur și o soluție acidă, aceștia au putut determina extinderea și prăbușirea stratului de proteine, schimbându-și culoarea. Aceasta este doar prima etapă a lucrării, dar nu există nicio îndoială că apariția unui produs nou unic este doar o chestiune de timp.

Scut al undelor radio

Razele de lumină și undele radio au aceeași natură - sunt vibratii electromagnetice. Singura diferență este lungimea de undă. Pentru lumina vizibilă se măsoară în fracțiuni de milimetru, iar undele radio pot fi lungi de câțiva kilometri. Unele proprietăți fizice depind și de lungimea de undă. De exemplu, lumina în condiții normale se poate îndoi doar în jurul obstacolelor comparabile cu lungimea sa de undă. Undele medii se pot îndoi în jurul corpului uman, clădirilor și altor obiecte. Și valurile lungi pot chiar să facă înconjurul globului.

Cu toate acestea, un fascicul de lumină combinat cu o undă radio capătă unele dintre proprietățile sale și, de asemenea, începe să se îndoaie în jurul obstacolelor. În istorie, există multe cazuri de ciocnire a aeronavelor cu turnuri de transmisie radio. De regulă, motivul constă tocmai în acest efect: la o anumită lungime de undă, detaliile turnului își pierd claritatea vizuală. Piloții s-au plâns că antenele nu erau vizibile sau aveau contururi neclare.

Pentru a obține un efect similar pentru o persoană, trebuie să calculați cu exactitate lungimea undei radio în funcție de dimensiunea obiectului. Din punct de vedere empiric, a fost derivat un model conform căruia razele de lumină se îndoaie liber în jurul corpului uman dacă el însuși emite un flux de unde radio cu o frecvență de 1456 kiloherți (+- 5%). Orice radioamator competent poate deveni invizibil folosind o sursă de alimentare de 1,5 V, un inductor, un condensator și bornele atașate la corp.

Dispozitivul a fost testat pe multe persoane cu succes în continuare, cu toate acestea, curând a devenit clar că invizibilitatea se trezește în oameni nu cel mai mult cele mai bune calități. De exemplu, Steve R. din Boston a zburat gratuit în Europa, furișându-se într-un avion British Airways. Un anume Mark A. nu s-a putut gândi la nimic mai bun decât să fure un DVD player portabil dintr-un magazin, iar o săptămână mai târziu a fost arestat în timp ce încerca să-l vândă. Nu pot să nu-mi amintesc înțelepciunea supereroului: „Cu o mare putere vine o mare responsabilitate”...

Un basm devine adesea realitate. Covoare zburătoare, farfurioare magice care reflectă realitatea îndepărtată, bocancii de mers și multe alte invenții au devenit o realitate destul de obișnuită. Acum este timpul pentru pălăria de invizibilitate. Cel puțin revista americană Science a publicat un articol în care schițează principiile de bază de funcționare a unui mijloc aproape ideal de camuflaj.

Probleme de invizibilitate

Problema secretului optic al obiectelor este abordată oamenii de știință ai departamentuluiștiința materialelor la Laboratorul Național Lawrence Berkeley. Lucrarea este supravegheată de domnul Xiang Zhang. Ideea generală este de a face lumina să se îndoaie în jurul unui obiect. Au fost făcute dezvoltări similare în trecut, dar nu au avut succes datorită faptului că încercările anterioare puteau devia fasciculele într-un interval unghiular îngust. Permeabilitatea optică completă sau iluzia ei nu a fost încă atinsă. Distorsiunea imaginii permite localizarea unui obiect (adică detectarea vizuală a acestuia). O altă problemă a fost lipsa de flexibilitate a suprafețelor de mascare. Materialul ultra-subțire dezvoltat la Berkeley nu are toate aceste dezavantaje. „Pelerina”, inventată la Lawrence National Laboratory, este flexibilă, dar totuși prea scumpă.

Principiul de funcționare

Rolul povestitorilor în timpul nostru este jucat de cineaști. În filmul Predator, extraterestrăul (personajul antagonist) folosește un dispozitiv de acoperire pentru a se apropia pe furiș de victimele sale. Efectul este departe de a fi perfect: extraterestrul este dat de distorsiuni ușoare. Nu este transparent (deși nu este atât de ușor să detectezi inamicul în locul său există un fel de ceață). Realitatea a depășit cele mai sălbatice vise ale regizorului. „Pelerina”, inventată la Laboratorul Național Lawrence, face obiectul cu adevărat invizibil.

Principiul de funcționare este că multe oglinzi microscopice se rotesc automat în direcția sursei de lumină. „Masa cu capul vorbitor” funcționează aproape în același mod. Magicianul, înconjurat de jos de oglinzi, rămâne invizibil pentru privitor, cu excepția părții corpului său care se ridică deasupra lor. Având în vedere complexitatea terenului și forma obiectului ascuns, este foarte dificil să obții un astfel de efect. Dar tot posibil.

Parametrii tehnici

Se știe că „pelerina de invizibilitate” este acoperită cu un strat de fluorură de magneziu, pe care este aplicat un model de cărămizi de antenă de aur minuscule de 30 de nanometri grosime. Aceasta este o peliculă foarte subțire, de multe ori mai subțire decât un păr. Grosimea totală, inclusiv substratul, este de 50 de nanometri. Cărămizile vin în șase dimensiuni diferite, variind de la 30 la 220 de nanometri în lungime și de la 90 la 175 de nanometri în lățime. Datorită acestor microantene, este posibil să se rotească suprafețele oglinzii perpendicular pe direcția luminii și să o disperseze complet. În acest caz, se iau în considerare atât frecvența, cât și faza radiației - acestea sunt rotite cu 180 de grade față de parametrul inițial, ceea ce permite compensarea completă a acestuia.

Prin configurarea corectă a suprafețelor, planele aurii lustruite pot da orice efect luminii reflectate. Poate reprezenta fundalul obiectului (cum ar fi podeaua) sau ceva complet diferit. Dacă mantia de invizibilitate este suficient de mare, teoretic poate acoperi orice. De exemplu, un rezervor va arăta ca o bicicletă. Sau nu va fi vizibil deloc.

Perspective practice

Studiile au fost efectuate în domeniul luminii cu o lungime de undă de 730 nm (regiunea infraroșu apropiat a spectrului). S-a observat o reflexie aproape perfectă. Acest realizare științifică impresionant și sugerează o nouă rundă a cursei înarmărilor. Cu toate acestea, este încă prea devreme să ne gândim la tancuri invizibile, rachete, avioane și alte tipuri de echipamente mortale. Cert este că experimentele au fost efectuate cu un anumit obiect de configurație spațială complexă, cu un diametru aproximativ de 36 de microni. Dacă este în inci, atunci este de aproximativ o miime. In milimetri... in general, un fir de nisip obisnuit, doar foarte mic. Ea era cea care era înfășurată într-o misterioasă „pelerina de invizibilitate”. Știința tace cu privire la cât a costat să o facă transparentă optic.

Cu toate acestea, într-o zi, această invenție poate primi și aplicare practică. De exemplu, ecranele de cinema în prezent trebuie să fie perfect plane, dar dacă se folosesc „cristale de microantenă inteligente”, această cerință va fi inutilă, iar imaginile pot fi proiectate pe orice suprafață curbă fără distorsiuni.