211service.com
Chinese natuurkundigen bouwen apparaat voor spookverhulling
Illusiemantels die het ene object op het andere laten lijken, zijn een fascinerend type onzichtbaarheidsmiddel. Het algemene idee is dat een dergelijk apparaat een appel zou laten lijken op een banaan of een gevechtsvliegtuig zou laten lijken op een vliegtuig. Dit zou duidelijk belangrijke toepassingen hebben.
Maar hoewel materiaalwetenschappers grote vooruitgang hebben geboekt bij het bouwen van gewone onzichtbaarheidsmantels die werken in de magnetron, infrarood en optische delen van het spectrum, is het maken van illusiemantels veel moeilijker. Dat komt omdat de op maat gemaakte materialen waarop ze vertrouwen fabricagetechnieken vereisen die een verre droom lijken.
Vandaag zeggen Tie Jun Cui en vrienden van de Southeast University in Nanjing, China, dat ze een praktisch alternatief hebben ontworpen en gebouwd voor illusiemantels, die ze een spookmantel noemen.
Conventionele illusiemantels zijn gebaseerd op een proces in twee fasen. De eerste is een soort onzichtbaarheidstrap die binnenkomend licht vervormt om het verstrooiingseffect van het verhulde object, bijvoorbeeld een appel, te verwijderen. De tweede fase vervormt vervolgens het verstrooide licht zodat het lijkt alsof het van een ander object, bijvoorbeeld een banaan, is verstrooid. Het resultaat is dat de appel er uiteindelijk uitziet als een banaan.
Maar materialen die dit proces in twee fasen kunnen uitvoeren, zijn te veeleisend om met de huidige technieken te maken.
Dus hebben Tie Jun Cui en co een proces in één fase ontwikkeld dat een iets ander effect bereikt. Hun idee is om de eerste fase af te schaffen die de appel onzichtbaar maakt.
In plaats daarvan neemt hun apparaat het verstrooide licht van de appel en vervormt het om eruit te zien als iets anders, zoals een banaan. De symmetrie van het effect – licht wordt aan beide kanten van de appel verspreid – betekent dat deze benadering twee spookbananen oplevert, één aan elke kant van de appel. De techniek verwijdert de appel niet helemaal, maar vervormt hem, waardoor hij veel kleiner lijkt.
Het resultaat is dus dat de appel verandert in een veel complexer beeld dat significant verschilt van het origineel.
Het grote voordeel van deze aanpak is dat het nu met bestaande technologie kan worden gerealiseerd. Tie Jun Cui en co simuleren eerst het effect van hun spookmantel op een computermodel.
Vervolgens bouwen ze een werkend prototype met behulp van concentrische cilinders van gespleten ringresonatoren die in 2 dimensies werken. Ze zeggen dat de resultaten van hun tests op dit apparaat nauw overeenkomen met de resultaten van de simulatie.
Dat is een interessante vooruitgang. De mogelijkheid om objecten te vervormen en te camoufleren is duidelijk handig. Een belangrijke vraag is echter of de vervorming die dit apparaat biedt goed genoeg is voor eventuele praktische toepassingen. Tie Jun Cui en co noemen beveiligingsverbetering, maar hoe effectief dit zou zijn als het oorspronkelijke object nog steeds zichtbaar is, zij het in gekrompen vorm, is discutabel.
Het kan zijn dat er manieren zijn om de prestaties te verbeteren, dus het zal interessant zijn om te zien waar dit team vervolgens mee komt.
Referentie: arxiv.org/abs/1301.3710 : Creatie van spookillusies met behulp van metamaterialen in golfdynamiek