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光学隐形斗篷:幻想还是真实?

2012-12-04 09:53
龙凰
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  在风靡全球的畅销小说《哈利•波特》中,主人公哈利•波特每次遇到紧急情况,都会披上一件“隐形斗篷”,瞬间遁形,羡煞无数读者和观众,他们还将这件隐形斗篷选为“最想要拥有”的魔法宝物。最近,美国杜克大学的研究小组揭开了一款现实版隐形斗篷的神秘面纱,他们利用新款隐形斗篷实现了物体的完美遁形――实验中,他们成功让一个几厘米的圆柱体在微波环境下实现隐形。这个发现也许会让隐形斗篷这种原本仅存在于科幻小说和电影中的神奇魔法,出现在真实世界中。

  扭曲光线实现视觉隐形

  隐形斗篷利用的是光学折射原理――人类之所以能看到形形色色的物体,是因为光线投射在这些物体上,再反射映入眼睛。而隐形斗篷的材质能扰乱光线和物体之间的折射,从而达到物体隐形的效果。

  早在2008年,美国加州大学伯克利分校材料科学部首席研究员和纳米科学工程研究中心主任张翔就带领他的研究团队,利用硅纳米原料制造出了一种隐形斗篷。在这种隐形斗篷的覆盖下,普通的光学检测无法发现放在斗篷下的物品。

  张翔的团队发现,复合材料具备隐身功能的重点在于其特殊的结构――他们用银、镁这些常见金属的氟化物构成网状材料,再将多孔氧化铝生成的纳米银线穿插在其中,这样形成的复合材料会改变光线的方向。这也是天然物质不可能具备的特性。

  尽管美军也研制了隐形战机,但它表面的复合金属只能在无线电波中隐形,并非在视觉上看不见,而张翔的研究团队研制隐身斗篷所采用的绝缘材料则是透明的,这就有可能在视觉上隐形。

  2010年,英国和德国研究人员创造出了第一片极其微小的隐形斗篷。这个斗篷可弯曲光波,让物体从各种角度看起来都彷佛消失不见。研究人员乐观估计,较大尺寸的哈利•波特隐形斗篷,可能10年内就能成真,这使得拥有一袭哈利•波特式隐形斗篷的梦想不再遥不可及。

  英、德两国的研究人员用结构如同木材堆的光子晶体制造出一种可弯曲光波的新材料。这种材料覆盖在黄金表面的微小凸起上时,可制造让凸起消失的视觉假象。不过这片隐形斗篷很小,仅长约0.000102厘米,宽约0.000127厘米。

  “这就像把一小块物品藏在毯子下,只不过这个毯子也消失不见。”这项计划的研究人员尼古拉斯•斯坦格说,盖上这块隐形斗篷后,“我们通过镜头观察并用光谱学分析,不论从哪个角度看,都看不到东西,这个凸起消失不见。”这项计划的主持人托尔嘎•艾尔金表示,用这项技术使大件物体隐形,没理由做不到。

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