رﺅیای نامرئی شدن ممکن شد !!!

[Dr.Akhavan]

  نامرئی شدن ممکن شد !!! 



اگر جسم ( A ) را با پوششی از متامتریال محافظت کنیم، انعکاس های نوری از جسم ( B ) با برخورد به پوشش متامتریال، جسم ( A ) را دورزده و بیننده عملآ جسم ( A ) را نخواهد دید.

دانشمندان در بریتانیا و ایالات متحده راه حل هوشمندانه ای برای نامرئی کردن اشیا پیشنهاد کرده اند. این روش به کمک احاطه کردن شیء با ماده ای که متامتریال ( Metamaterial ) نام دارد انجام میگیرد.
متامتریال به ماده مرکبی گفته میشود که دارای خواص نامتعارف الکترومغناطیس در ساختار وجودی خود است. بنا به گفته محققان، پرتوهای نوری که بر این ماده افکنده میشوند، به دور شیء میگردند و در طرف دیگر دوباره جمع شده و دقیقا در همان مسیر قبلی به راه خود ادامه میدهند.


هرچند این ایده در حال حاضر تنها در حد تئوری مطرح است است، اما محققین امیدوارند که در طی پنج سال آینده موادی را بسازند که برای امواج رادیویی قابل تشخیص نباشد.

متامتریال، ماده ای است که از ترکیب میله های ریز و مجموعه ای از حلقه های فلزی ساخته شده است که برای اولین بار توسط دیوید اسمیت ( David Smith ) ( استاد دانشگاه کالیفرنیا ) ساخته شد.

آنچه این مواد را غیر معمول کرده است، خاصیت ضریب شکست منفی نور در آنها است، به این معنا که این مواد نور را در جهت مخالف مواد عادی منکسر میکنند. مواد الکترومغناطیس تشکیل دهنده آنها میتواند با دستکاری مختصر و دقیق ساختارشان "تنظیم" نیز بشود.


آیا نامرئی شدن ممکن است؟

همانطور که گفته شد مواد جدیدی که میتوانند شیوه گشتن نور یا هر اشعه دیگر به دور اشیاء را تغییر دهند میتوانند روشی برای نامرئی کردن آنها مهیا کنند.


دو گروه مجزا از محققین به نظریاتی مشابه درباره روشهای استفاده آزمایشی از متامتریال دست یافتند. آنها اعتقاد دارند که با پیچیدن اشیای مختلف در متامتریال میتوان آنها را از نور مرئی، نور مادون قرمز، مایکروویو (ریزموج) و شاید دستگاههای ردیاب صوتی، پنهان کرد.

کار آنها بر این مطلب دلالت میکند که تجسم علمی - تخیلی از پوششهای نامرئی کننده میتواند کاملا امکان پذیر باشد. البته تقلید از ردای هری پاتر و مرد نامرئی در فیلمها و داستانها مشکلتر خواهد بود زیرا این مواد باید به صورت پوشش ضخیمی مورد استفاده قرار گیرند.

این روش با توجه به خاصیت انکسار (شکست) نور مطرح شد. این خاصیت نور به این شکل است که امواج الکترومغناطیسی همواره سریعترین مسیر (و نه لزوما کوتاه ترین مسیر) را برای حرکت خود انتخاب میکنند، برای مثال اگر مدادی را در داخل ظرف آب قرار دهیم، به نظر شکسته میرسد.

اولف لئونهارت ( Ulf Leonhardt ) فیزیکدان دانشگاه سنت اندرو در بریتانیا، در یکی از گزارشات خود نوشته است:

" موقعیتی را تصور کنید که یک ماده، نور را از دور حفره ای در خود عبور دهد "، نور در پشت این شیء دوباره به مسیر سابق برمیگردد، مانند اینکه تمام مدت در خط مستقیم حرکت میکرده است.


لئونهارت ادامه میدهد: "هر چیزی که در این حفره قرار داده شود از نظر پنهان خواهد ماند. این ماده، واسطه ای است که یک خطای باصره کامل را ایجاد میکند : نامریی بودن."

" چنین وسایلی میتوانند امکان پذیر باشند. روشی که در اینجا ایجاد شده است میتواند به کمک امواج الکتومغناطیس دیگر و صوت، در گریز نگارها نیز به کار گرفته شود.


این تئوری از روش مورد استفاده در بمب افکنهای مدرن استیلت ( stealth ) (به معنای پنهان کاری) که در آن با منعکس کردن امواج رادار از روی سطح خود، مانع دیده شدن میشدند، متفاوت است.


در روش مورد نظر، شیء در پوسته ای از متامتریال قرار میگیرد و میتواند خطایی حسی مانند سراب را ایجاد کند. متامتریال ها سازه هایی مرکب هستند که عمدا به شکلی طراحی شده اند که هیچ شباهتی با آنچه در طبیعت هست، نداشته باشند. آنها دارای خواص نامتعارفی مانند شکستن نور به شکلی منحصر به فرد هستند.


مطالعه بر روی ایده نامرئی شدن، مانند هر موضوع دیگری در فیزیک، به مقداری تخیل نیاز دارد.

دیوید شورینگ از دانشگاه دوک ( Duke University ) واقع در کارولینای شمالی میگوید: "فضا را به شکل یک پارچه بافتنی درنظر بگیرید و تصور کنید که بدون پاره کردن بافتنی و تنها با فروبردن شیئ نوک تیزی در میان نخها، سوراخی ایجاد میکنید."


" نور یا ریزموجها یا امواج رادار از میان نخهای پارچه عبور میکند و بدون دیدن این شیء، از آن عبور میکند. کافی است شما ماده ای با خواص صحیح را داشته باشید و بتوانید نور را هدایت کنید."


آزمایشگاه دانشگاه دوک کار بر روی متامتریال را با مجوزی از دایره پروژه های تحقیقاتی پیشرفته تدافعی ( Defense Advanced Research Projects Agency ) که بخشی از وزارت دفاع ایالات متحده است، آغاز کرد. چنین موادی میتوانند برای ساختن بخشهای الکترونیک بسیار سبک در هواپیماها و خودروها و همچنین عدسیهایی بسیار کارآمد استفاده شوند.

شورینگ و دیوید اسمیت در دانشگاه دوک به همکاری جان پندری ( John Pendry ) از کالج سلطنتی لندن، به ایده استفاده از این مواد برای شکستن نور و تابشهای الکترومغناطیسی دیگر دست یافتند.

به گفته اسمیت: "ما در حال کوشش برای راه اندازی نمایشی تجربی از این تاثیرات هستیم. هنوز چند قدم دیگر باید برداشته شود و ما در حال کار بر روی این قدمها هستیم.

او افزود هر کسی که بخواهد چنین پوششی را بسازد باید در ابتدا تصمیم بگیرد که قصد دارد از دید کدام پرتوها پنهان بماند. این نامرئی بودن میتواند به این شکل هم مورد استفاده قرار بگیرد، شخصی که از طیف نور مرئی پنهان شده است میتواند از ابزارهای ریزموجی، صوتی یا مادون قرمز برای دیدن بیرون استفاده کند.


شورینگ میگوید: "من میخواهم که از تمام طیف نور مرئی پنهان شوم و این کار بزرگی خواهد بود."