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隱形術揭秘:來自主流科學界的不斷探索

2010-04-26 09:27:58

來源:網(wǎng)易探索

  張翔(音)(美國加州大學伯克利分校及羅倫斯伯利克國家實驗室)說他和其他一些人著眼于一種隱性材料,這種材料應該可以在可見光波長下生效,但這個現(xiàn)在還是秘密,不能說太多。他預告說:“它可以妨礙你,你能感覺到它,但你看不到它。”這條秘方需要更多的研究,他說,大約再過一年才能公之于眾……或者更久。

  在印第安納州的West Lafayette的普度大學,物理學家弗拉基米爾·沙拉耶夫(Vladimir Shalaev)很肯定他也能做到,并且很樂意談談這種材料(基本上,是鏡子和空氣),但他還不確定怎樣實用化。(沙拉耶夫教授的論文發(fā)表了在《科學》上,國內(nèi)權威媒體也出現(xiàn)過相關報道)

  康奈爾大學的物理學家邁克爾·利普森(Michal Lipson)和她的團隊演示了一個“微型披風”,一個藏有方塊的小型的、平的反射面。那個隆起的部分看起來和這塊“毯子”的其他部分一樣平。團隊把這個提交到了《自然—光子學》上面。而張翔的伯利克團隊做了同樣的事情,在7月份的《自然—材料學》上報告了這一結果。“這就像我們在空間這塊織物上扯開了一個口。”瓦倫丁說,“光不會跑那去。”

  這一年在《物理評論快報》,曾經(jīng)在伯利克受訓,香港科技大學的物理學家陳子廷(Che Ting Chan)所領導的團隊描述了一種稱為“遠程隱形”的技術。這個裝置不僅(從理論上)能使一個物體隱形,還能把設置在物體旁邊(而不是周圍)的裝置隱形。團隊的一篇論文提到,隱形,僅僅只是控制光線的第一步,它使一個物體看起來像是空氣一樣。團隊宣稱,更進一步,是一個物體看起來像是另一個物體也是可能的。比如說,把一個蘋果變成一個香蕉。研究者們稱這個分支為“光學幻象(illusion optics)”。

  這些理論有的只能在一個很窄的波長范圍內(nèi)有效,通常是在平面的、二維的空間設立的。很難找到一個了解這方面的人來斷言永遠不會出現(xiàn)一種能夠把它和它的內(nèi)容物隱藏在所有波長之中的裝置——如果你在可見光下看不到,那么雷達、紅外線、紫外線或者X光總有一種能夠看到它。但是實際用途越來越樂觀,這使得有很多資金來源推動研究。

  在美國,國家科技基金會的項目官員羅伯特·特魯(Robert Trew)說,主要部門在支持這項工作——電子、通信和網(wǎng)絡系統(tǒng)——已經(jīng)有將近一千五百萬美元的合同完成了,涵括了16個獎項。美國國防部高級防御研究計劃(DARPA)已經(jīng)支持這類研究10年了——起初是一種半隱蔽的披風(并不是很機密的東西,但同樣不會在媒體上公開)。雖然很難得到確切的數(shù)字,但是 DARPA在這10年里大約在超穎材料上花費了五千萬美金,其中包括隱形技術的研究。

  在間接提到隱形工程的時候,彭德利現(xiàn)在認為“大部分的工作很快就會走到暗處”。畢竟美國軍方的錢,其他國家也一樣,敏感的東西都是放在角落里的。

  延伸空間里的密洞

  雖然“隱形技術”作為一個名詞已經(jīng)賺足了公眾的眼球,但在更廣的范圍里,它被稱作變換光學(Translation Optics)。它的力量來源于麥克斯韋非凡的財產(chǎn),用于描述光和其他電磁輻射行為的經(jīng)典方程組。這個方程組是不變的,也就是說在不同的坐標系統(tǒng)中都是通用的。因此物理學家們能追蹤當一個實物精確地彎曲成形狀很不一樣的物體——或者反過來時光的行為。一個無限小的點在一個數(shù)學空間內(nèi),沒有光波對其造成影響。這個點可以轉移到另一個坐標系統(tǒng),從而擴展成為一個三維空間。但是這時還是沒有光或者其他輻射可以看到這個空間。

  萊茵哈特在《科學》上那篇富有創(chuàng)意的論文將之描述為共形映射(conformal mapping)。就像地圖制作者把地球儀上的地理位置覆蓋到一個平板上一樣——比如一個墨卡托投影——數(shù)學家可以吧一個物體的表面繪制到另一個物體上面,或者是使這兩個物體的表面一樣。而麥克斯韋方程組在那里仍然適用。

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