Bu yıl tatillerde hediye kabul etmezseniz ... "Görünmezlik Pelerini" alacaksınız?
"Harry, uyan! Hadi, Harry, uyan!" Hala uyuyan Harry Potter'ı aceleyle uyandırdı. Gözlüklerini kaptı ve tavan arasında aceleyle aşağıya indi, bir Noel hediyesi ile onu bekledi
"Harry Potter ve Felsefe Taşı" Filmi
"Bu bir görünmezlik pelerini!" Patlamış mısır yiyen Ron, şok içinde çenesini indirdi, "Vücudum gitti!" Harry inanılmaz hissetti ...
Bu sahneyi her gördüğümde, her zaman böyle bir hediyeye sahip olabileceğimi hayal ediyorum!
Bir gün bir haber gözlerimi parlatana kadar:
Görüntü kaynağı: CCTV,
Bu, Zhejiang Üniversitesi'nden Profesör Hongsheng Chen'in ekibi ile Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi ve diğer uluslararası ekipler arasındaki işbirliğinin araştırma sonucudur. Ortadaki delikteki nesnelerin görünmezliğini gerçekleştirmek için bir dizi kombine altıgen cam prizma kullandılar.
Chen, H., ve diğerleri (2013). "Tutarsız doğal ışıkta büyük nesneler için ışın optik gizleme cihazları." Nat Commun 4: 2652.
Görünmezlik fikrini özetlemek aslında karmaşık değildir.Sudaki balığın açık deliğe girmeden görünmez olmasının nedeni, her yönden gelen ışık akvaryum balığına ulaştığında yansıtılır, dağılır veya engellenir. Yansıyan, saçılan veya engellenen ışık, balığın varlığını algılayabilir, ancak ışığın küçük Japon balığının etrafında dolaşmasını sağlayabilir ve küçük Japon balığının dışarıdaki ışık üzerindeki etkisini en aza indirebilirsek, küçük Japon balığının gizliliğini anlayabiliriz.
Chen, H., ve diğerleri (2013). "Tutarsız doğal ışıkta büyük nesneler için ışın optik gizleme cihazları." Nat Commun 4: 2652.
Araştırmacılar ayrıca bu fikirleri, camın sütunlu "görünmezlik pelerini" (kırılma indisi 1.78, resimdeki beyaz alan) ve hava (kırılma indisi 1, resimdeki koyu mavi alan) tasarlamak için kullandılar. , Sadece sudaki nesnelerin görünmezliği için uygundur (kırılma indisi 1.33, şekildeki açık mavi alan, iki parça vardır, dış alan ve iç açık delik). Görünmezlik amacına uygun cam ve hava bölümünün boyutu tasarlanarak ulaşılabilir.
Böylesine harika bir tasarım fikri ilk olarak 2006'da "Science": Controlling Electromagnetic Fields'de yayınlanan bir makale tarafından önerildi ve ilgili yazar, Imperial College London'dan JB Pendry.Peki onlar için böyle bir tasarım fikri önerme fırsatı neydi? ? Cevap, metamalzemeler, metamalzemeler makalesinde verilmiştir.
Uh ... metamalzeme nedir? ?
Latince "meta" kökünün "aşan ve alternatif" anlamına geldiği İngilizce Metamaterial kelimesi, bu malzemenin doğadaki geleneksel malzemelerin sahip olmadığı özelliklere sahip olduğu anlamına gelir. Bu alandaki mevcut gelişme söz konusu olduğunda, Bu özellikler mekanik, ısı, optik, elektromanyetizma vb. Olabilir ve bu özellikler "elektromanyetik metamalzemeler", "akustik metamalzemeler", "mekanik metamalzemeler" gibi özelliklerden sonra isimlendirilebilir ... Bunlar arasında "elektromanyetik metamalzemeler" "Metamalzemeler", metamalzemelerin kaynağıdır ve halen mevcut araştırmacıların araştırmasının odak noktasıdır.
Örnek olarak elektromanyetik metamalzemeleri alalım.Çoğunlukla bir süreye veya belirli bir kurala göre düzenlenmiş bir dizi elektromanyetik rezonans birimi yapısından oluşurlar.Bu birimler genellikle doğada yaygın olarak bulunan metaller veya dielektrikler gibi malzemelerden yapılır. Klasik elektrodinamikte, malzemelerin makroskopik elektromanyetik özelliklerini tanımlamak için dielektrik sabiti ve manyetik geçirgenlik µ kullanıyoruz ve metamalzemeler kavramında, birimin boyutu olay dalga boyundan çok daha küçük olduğunda, etkili dielektrik sabiti eff de kullanabiliriz. Ve metamalzemelerin makroskopik elektromanyetik özelliklerini tanımlamak için etkili geçirgenlik µeff. Hücre yapısı metamalzemelerin ruhudur.Onları konfigürasyonda tasarlayarak, negatif kırılma indisi malzemeleri gibi garip elektromanyetik olayları gerçekleştirmek için, rezonant hücrenin iç malzemesinin sahip olmadığı dielektrik sabiti ve geçirgenliği elde edeceğiz. .
1967'de Victor Veselago, teorik olarak ilk kez aynı zamanda negatif geçirgenlik ve geçirgenliğe sahip "negatif indeksli malzemeler" önerdi. 1999'da, yukarıda bahsedilen Pendry, metal telin ve ayrık rezonant halka yapısının (C şekli) sırasıyla negatif geçirgenlik ve geçirgenlik elde edebileceğini kanıtladı.
J. B. Pendry, et al. (1999) "İletkenlerden Gelen Manyetizma ve Geliştirilmiş Doğrusal Olmayan Olaylar." IEEE TRANSACTIONS ONMICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, 47 (11), 2075-2084
D.R. Smith ve arkadaşları, 2000 yılına kadar bu iki yapıdan oluşan diziyi mikrodalga bandında aynı anda negatif eşdeğer geçirgenlik ve geçirgenlik elde etmek için kullandı ve 2003 yılında deneysel doğrulama verdi.
R. A. Shelby, D.R. Smith, S. Schultz, (2003) "Negatif kırılma indisinin deneysel doğrulaması", Science 292, 77
Dielektrik sabiti ve geçirgenlik aynı zamanda negatif olduğu için, elektrik alanı E, manyetik alan H ve dalga vektörü k arasındaki ilişki artık sağ elini kullanan spiral kuralına uymaz, ancak solak kuralı sağlar, bu nedenle bu malzemeye solak malzeme de denir.
Aynı şekilde, eşdeğer geçirgenliği ve geçirgenliği ayarlayarak, yalnızca negatif bir kırılma indisi elde edilmez, aynı zamanda elektromanyetik dalgaların yayılma yönü ve yolu da kontrol edilebilir, böylece ışık engeller etrafında yayılmaya devam edebilir.Bu, sözde gizli malzemedir.
2006 yılında D. Schurig ve arkadaşları, ışık yörüngesini yeniden şekillendirmek için karşılık gelen eff ve µeff'i tasarlamak için halka şeklinde bir bakır ayrık rezonans halka yapısı kullandı ve bakır halkayı merkeze yerleştirerek mikrodalga bandının gizliliğini başarıyla gerçekleştirdi.
D. Schurig, vd. (2006), "Mikrodalga frekanslarında metamalzeme elektromanyetik pelerin", SCIENCE, 314, 997
Resim kaynağı: https://frontview.wordpress.com/2013/02/06/invisible-metamaterial/
Görünür ışığın ve mikrodalgaların her ikisinin de elektromanyetik dalgalar olduğunu biliyoruz, ancak görünür ışığın dalga boyu, mikrodalgalarınkinden çok daha küçüktür.Görünür aralıkta çalışan bir metamalzeme pelerini hazırlamak istersek, sadece rezonans biriminin boyutunu küçültme sorunuyla karşı karşıya değiliz çünkü aşırı Yüksek bir rezonans frekansında, rezonans biriminin rezonansı doyurulacak ve çok büyük elektromanyetik kayıplar olacaktır.
Bu nedenle, yukarıda bahsedildiği gibi, küçük Japon balığını görünür ışık aralığında görünmez hale getirebilen altıgen prizma, metamalzemeleri kullanmamaktadır-geleneksel malzemeler hala kullanılmaktadır, ancak bu elektromanyetik dalga yayılımını kontrol etme fikri, metamalzemeler ile aynı çizgidedir. Tüm metamalzemelerin geleneksel malzemelerden illa ki daha iyi olması gerekmez, ancak metamalzemelerin ortaya çıkması elektromanyetik dalgaları kontrol etmemiz için bize daha fazla olanak sağlar. Üstelik, metamalzemelerin geliştirilmesi sırasında birçok teori ve fikir ortaya çıkmıştır.Bu fikirlerin kıvılcımları, bilimsel ilerlememizin kaynağıdır.
Belki de mevcut teknoloji söz konusu olduğunda, romanlarda ve filmlerde anlatılan görünmezlik pelerinlerini hala üretemiyoruz ama ... rüya hala gereklidir.Belki bir yılın ilk ayının ilk gününde, havai fişeklerin sesinden uyandığımızda, Bizi bekleyen gerçekten bir "görünmezlik pelerini" olacak, sonra "lütfen onu doğru kullan"!
"Harry Potter ve Felsefe Taşı" Filmi
"
Referanslar
"Harry Potter ve Felsefe Taşı" Filmi
CCTV Ağı,
Chen, H., ve diğerleri (2013). "Tutarsız doğal ışıkta büyük nesneler için ışın optik gizleme cihazları." Nat Commun 4: 2652.
J. B. Pendry, ve diğerleri (2006) "Elektromanyetik Alanların Kontrolü" Science, 312 (5781), 1780-1782
wikipedia, https: //en.wikipedia.org/wiki/Metamaterial
Xia Xiaoxiang Terahertz ve yakın kızılötesi yapay metamalzemelerin hazırlanması ve elektromanyetik özellikleri üzerine çalışma (doktora tezi) Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü.
J. B. Pendry, et al. (1999) "İletkenlerden Gelen Manyetizma ve Geliştirilmiş Doğrusal Olmayan Olaylar." IEEE TRANSACTIONS ONMICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, 47 (11), 2075-2084
D. R. Smith, ve diğerleri (2000) "Aynı anda negatif geçirgenlik ve geçirgenlik ile kompozit ortam", Phys. Rew. Lett., 84, 4184
D. Schurig, vd. (2006), "Metamalzeme elektromanyetik pelerin atmosfer dalga frekansları", SCIENCE, 314, 997
https://frontview.wordpress.com/2013/02/06/invisible-metamaterial/
Üretildi | Popüler Bilim Çin
Üretim | Bilim İletişim Derneği, Fizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
Yapımcı | Bilgisayar Ağı Bilgi Merkezi, Çin Bilimler Akademisi
Editör: Shiny
En Yeni 10 Popüler Makale
Görüntülemek için başlığa tıklayın
1. Çin Yeni Yılı eve dönüş sırasında geçici basınç artışı fenomeni ve yaşlı bekar köpeklerin karşı önlemleri üzerine araştırma
2. 12 devrim niteliğinde formül
3. En küçüğü ne kadar küçük? En büyüğü ne kadar büyük?
4. Kuantum mekaniğini anlamak için bir resim (Büyük Tanrıların Savaşı)
5. Duvarlar üzerinden WiFi için eksiksiz bir rehber
6. Yediğiniz yemek neden reklamı yapılanla aynı değil?
7. Einstein'ın hayatında yayınlanan ilk makalenin ne olduğunu biliyor musunuz?
8. Seçkin bir ailede doğma deneyimi nedir?
9. Teorik fizikçi kağıt, deneysel fizikçi elektriğe ve teorik deneysel fizikçi maliyetine mi mal oluyor?
10. Bunları gören insanlar çıldırıyor!
