物理學(xué)家成功在微波范圍內(nèi)讓均勻圓柱體隱形
據(jù)科學(xué)日報報道,俄羅斯圣彼得堡信息技術(shù)、機械和光學(xué)大學(xué)(ITMO)、艾奧費科學(xué)院和澳大利亞國立大學(xué)的物理學(xué)家成功的創(chuàng)造了在微波范圍內(nèi)完全不可見的均勻圓柱體物體。與現(xiàn)在日益盛行的隱形概念有所不同——主要依賴超材料涂層——這些科學(xué)家沒有借助任何額外的涂層使用了一個均勻物體就獲得這一結(jié)果。這項研究發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在期刊《科學(xué)報告》上。
在微波范圍內(nèi)完全不可見的均勻圓柱體物體 科學(xué)家們研究了裝滿水的玻璃圓柱體里散射的光。本質(zhì)上來說,這樣的實驗代表了一個經(jīng)典的均勻球體散射(米式散射,Mie scattering)問題的二維模擬物,這一問題的解決方法已經(jīng)存在了1個多世紀。然而,這一經(jīng)典的問題包含罕見的物理現(xiàn)象,這種物理現(xiàn)象常常出現(xiàn)于涉及具有高折射率的材料時。在這項研究里,科學(xué)家們使用了普通的水,后者的折射率可以通過改變溫度來調(diào)節(jié)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),高折射率與兩個散射機制有關(guān):與圓柱體內(nèi)部光的定位有關(guān)的共振散射,以及非共振散射,后者是由對波頻率的依賴性所定義的。這些機制之間的相互作用被稱為Fano共振。研究人員發(fā)現(xiàn)在特定頻率,通過共振散射和非共振散射機制散射的波具有相反的相位,且互相摧毀,從而導(dǎo)致物體隱形。 這項研究導(dǎo)致了對通過散射取消產(chǎn)生的不可見均勻物體的第一批實驗性觀測。更重要的是,這一研發(fā)的技術(shù)使得在1.9GHz的相同頻率下隨意切換可見性和不可見性變?yōu)榭赡,這只需要將圓柱體里水的溫度從90攝氏度調(diào)節(jié)至50攝氏度即可。 “我們的理論計算在微波實驗里被成功的測試。真正重要的是我們在研究里所實現(xiàn)的隱形概念可以適用于其他電磁波段,包括可見光波段。具有相應(yīng)折射率的材料要么早已存在,要么可以很容易的產(chǎn)生,” 文章第一作者、ITMO大學(xué)超材料實驗室的高級研究作者米哈伊爾·雷賓(Mikhail Rybin)這樣說道。 從工程角度看,在均勻物體而非覆蓋了額外涂層的物體上發(fā)現(xiàn)隱形現(xiàn)象也非常重要。由于產(chǎn)生均勻圓柱體更加容易,因此這一發(fā)現(xiàn)可能可以推動納米天線的進一步發(fā)展,其中不可見的結(jié)構(gòu)元素可以幫助減少干擾。例如,隱形棒可以被用作連接兩個光學(xué)芯片的微型天線復(fù)合體的支撐物。 隨著超材料的發(fā)展,隱形這一課題開始得到重視,超材料是指具有光學(xué)特性的人工設(shè)計的結(jié)構(gòu),它們不存在于自然界。超材料能夠以奇異的方式改變光的方向,包括讓光在隱形物體處彎曲。即便如此,基于超材料的涂層非常難制造,且與很多其他的隱形想法不兼容。這一研究小組研發(fā)的方法是基于對散射過程的新理解,且從簡單性和成本效益方面遠超其它現(xiàn)有方法。 |
最新評論
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hit遠方 2015-04-15 19:36每天一課
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g1137 2015-04-15 20:36隱形…
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coldsea 2015-04-15 20:59好好學(xué)習(xí)
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讓網(wǎng)盤吧 2015-04-15 21:46好好學(xué)習(xí),天天向上,頂!
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mtiger2008 2015-04-15 22:11范圍內(nèi)讓均勻圓柱體隱形
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wangjin001x 2015-04-15 22:24物理學(xué)家成功在微波范圍內(nèi)讓均勻圓柱體隱形
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alec1879 2015-04-15 22:56隱形這件是真的很妙 學(xué)習(xí)了 感恩
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mang2004 2015-04-16 00:16文章在此。
附件設(shè)置隱藏,需要回復(fù)后才能看到
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tassy 2015-04-16 02:07每天一課,學(xué)習(xí)了
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alec1879 2015-04-16 06:40周遭的尖狀結(jié)構(gòu) 看起來有種衝突的美感