Pelerina invizibilă. Cum funcționează mantia de invizibilitate? Dulap cu calmari


Dacă ți s-a întâmplat un incident neobișnuit, ai văzut o creatură ciudată sau un fenomen de neînțeles, ai avut un vis neobișnuit, ai văzut un OZN pe cer sau ai devenit victima răpirii extraterestre, poți să ne trimiți povestea ta și aceasta va fi publicată. pe site-ul nostru ===> .

Uneori în viață există situații în care trebuie să... ne ascundem. Sau ascunde unele obiecte de privirile indiscrete. Într-un cuvânt, deghizarea. Aici tehnologia modernă ne poate ajuta.

În ultimii ani, cercetătorii au reușit să creeze o serie de metamateriale (materiale compozite ale căror proprietăți sunt determinate nu atât de proprietățile elementelor lor constitutive, cât de structură) care nu transmit lumină, sunet, căldură și așa mai departe. .

Chiar și în lumea vrăjitorie a lui Harry Potter, mantia de invizibilitate era o raritate.


Iluzie optica

Pentru a face persoana invizibilă, din păcate, nu va funcționa: pentru aceasta, țesuturile corpului nostru trebuie să înceteze să refracte și să reflecte lumina. Dar chiar dacă este posibil să se schimbe organismul uman pentru invizibilitatea sa, încă nu se știe la ce consecințe va duce acest lucru. De exemplu, putem orbi, pentru că ochii invizibili nu vor mai capta lumina... Prin urmare, cea mai bună variantă care ne va permite să creăm măcar iluzia dispariției este folosirea unor materiale speciale de „camuflaj”.

Vorbim, de exemplu, despre o substanță cu unghi negativ de refracție. Drept urmare, razele de lumină par să „învăluie” obiectul, iar un observator din exterior vede doar ceea ce este în spatele lui, iar obiectul în sine rămâne invizibil.

Primul pas către crearea unei „peletine de invizibilitate” a fost făcut la mijlocul anilor 90 ai secolului trecut de către fizicianul de la Imperial College London, John Pendry. Omul de știință a sugerat utilizarea metamaterialelor în acest scop, care includ un metal conducător de electricitate, precum și un dielectric.

În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință japonezi au inventat un văl pentru camuflaj. Senzorii speciali atașați la suprafață dau cuverturii culoarea obiectelor din jur și previn parțial refracția luminii. Prin urmare, dacă o persoană pune o astfel de mantie, puteți vedea alte obiecte prin ea!

În 2011, un grup de oameni de știință de la Universitatea din Barcelona (Spania), condus de Alvaro Sanchez, împreună cu colegii de la Academia Slovacă de Științe, au propus un sistem de protecție a obiectelor de câmpurile magnetice folosind o acoperire feromagnetică. De exemplu, magneții de frigider obișnuiți sunt fabricați din acest material.

Obiectul de sub acoperire devine impermeabil la razele magnetice. Astfel, se va putea face procedura RMN mai sigură și... „înșela” ramele magnetice aflate în gări și aeroporturi.

Nu cu mult timp în urmă, o echipă de fizicieni din Birmingham a reușit să creeze un material cu cristale uniaxiale de nitrură de siliciu pe un substrat transparent de oxid de siliciu nanoporos. În cristale au fost făcute găuri nanometrice, care au transformat materialul într-o oglindă optică netedă, capabilă să ascundă obiecte din domeniul vizibil.

Compania canadiană de camuflaj Hyperstealth a dezvoltat Quantum Stealth, o țesătură moale care permite luminii să „întoarcă” în jurul unui obiect, făcându-l invizibil nu numai pentru ochi, ci și pentru camere și, în plus, ascunde și umbrele obiectelor.

Testarea Quantum Stealth a început în 2012. Adevărat, la început materialul a fost destinat doar militarilor. În aprilie 2014, compania a anunțat lansarea unei versiuni comerciale a „peletinei de invizibilitate” - Hyperstealth INVISIB. Poate că anul viitor materialul va intra deja în vânzare.

Dă nanotuburi!

Cercetătorii de la Universitatea din North Texas din Dallas au dezvoltat o tehnologie de „ștergere” a obiectelor folosind nanotuburi de carbon. Se bazează pe refracția fototermală sau efectul de miraj. Principiul tehnologiei dezvoltate este următorul: operatorii, pornind și oprind alternativ alimentarea cu curent, încălzesc și răcesc materialul format din molecule cilindrice de carbon cu conductivitate termică ridicată.

În același timp, un obiect care se află în spatele unei perdele din acest material fie apare, fie dispare... Cu toate acestea, există o problemă: pentru a dispărea, cu siguranță obiectul trebuie pus într-un recipient cu apă.

La rândul său, compania britanică Surrey Nanosystems a reușit să creeze „cel mai întunecat material de pe Pământ”. Reflectează doar 0,035% din razele de lumină.

Suprafața materialului, numită Vantabalck, este alcătuită din nanotuburi de grafit de 10.000 de ori mai subțiri decât părul uman. Diametrul lor este atât de mic încât pur și simplu nu transmite fotoni de lumină. Ca urmare, ele cad în spațiile dintre tuburi și nu mai pot „ieși” de acolo. Dezvoltatorii speră că materialul își va găsi aplicație în dispozitive optice, diverse electronice și sisteme de protecție termică.

Proteine ​​din pielea de calmar

Oamenii de știință au fost de mult uimiți de capacitatea animalelor marine, cum ar fi sepia, calmarul și caracatița, de a rămâne invizibile în apă. Recent, un grup de cercetători de la Universitatea din California și Universitatea Duke a decis să folosească această proprietate în dezvoltarea de camuflaj pentru pușcașii marini.

În pielea calmarului Loligo pealeii, au găsit proteina reflectină, care este capabilă să se adapteze la radiațiile luminoase cu lungimi de undă diferite. S-a dovedit că în țesuturile acestei vieți marine se alternează straturi de celule cu un indice de refracție ridicat și scăzut al luminii. Prin creșterea și scăderea distanței dintre ele, calmarul „reflectează” razele de lumină de diferite game și imită.

După ce au izolat reflectina cu un indice de refracție ridicat din celulele de calmar, cercetătorii au plasat un strat de proteină pe filme de oxid de grafen și dioxid de siliciu. Apoi au început să trateze alternativ materialul cu vapori de apă, apoi cu o soluție acidă, făcând ca stratul de proteine ​​să se extindă, apoi să cadă, în timp ce își schimbă culoarea.

Remediu pentru bâjbâituri

Iar specialiştii de la Institutul de Tehnologie Karlsruhe (Germania) au dezvoltat un material care poate ascunde obiecte... de la bâjbâială!

„Noul tip de mantie de invizibilitate este realizat dintr-un metamaterial polimeric ale cărui proprietăți sunt determinate de o structură specială”, spune unul dintre dezvoltatori, Timo Bückmann. - Am reușit să construim o structură în jurul obiectului, a cărei rezistență se modifică în funcție de coordonate.

Structura stratului este alcătuită din conuri subțiri de ac cu vârfuri care se ating. Mai mult, dimensiunea punctelor de contact este calculată cu acuratețe maximă: acest parametru conferă materialului proprietățile mecanice necesare. Drept urmare, dacă plasați orice obiect sub acoperire, atunci, atingând materialul de sus, nu îl veți putea simți niciodată.

Deci, experimentând, oamenii de știință au plasat un cilindru solid în cavitatea de sub acoperire. Anterior, chiar dacă cilindrul era acoperit cu material burete sau bumbac, acest lucru nu l-a „salvat” de la bâjbâiat. Cercetătorii nu au reușit să găsească un cilindru sub materialul miraculos.

Acum despre cel mai important lucru - despre aplicarea practică a descoperirii. Pentru ce este? Ei bine, să presupunem că ești forțat să dormi pe o canapea sau o saltea din care ies arcuri, sau pe podea, sau pe pământ și pietre - nu știi niciodată în ce circumstanțe... Dacă ai o husă dintr-un material care protejează împotriva bâjbâind, atunci nu vei simți niciun disconfort.

Aceasta amintește de basmul lui Hans Christian Andersen „Prițesa și mazărea”, a comentat Timo Bückmann. - În basm, sensibila prințesă a reușit totuși să simtă un bob de mazăre tare sub o sută de saltele. Un strat din materialul nostru ar fi suficient pentru ca prințesa să doarmă liniștită toată noaptea.

Noutatea poate face pantofii mai confortabili. Dacă un cui îți străpunge fundul pantofilor, pur și simplu nu îl vei simți, decât dacă străpunge branțul „supermaterial”.

Îmbrăcămintea sau o geantă din material minunat vă vor ajuta să vă protejați împotriva hoților. După cum știți, tâlharii de cele mai multe ori simt mai întâi lucrurile și buzunarele din exterior pentru a găsi un portofel sau un telefon mobil și abia apoi se cațără acolo cu mâinile ...

Dacă purtați o jachetă, o haină sau o pelerină de ploaie din țesătură care vă protejează împotriva atingerii sau dacă obiectele de valoare sunt într-o pungă dintr-un astfel de polimer, atunci atacatorul pur și simplu nu va putea bâjbâi nimic. Deși dacă intră doar în buzunar sau în geantă cu mâna, atunci acest know-how este puțin probabil să funcționeze. Dar fiecare regulă are excepțiile ei...

Ida SHAKHOVSKAYA

Un basm devine adesea realitate. Covoare zburătoare, farfurioare magice care reflectă o realitate îndepărtată, bocanci de mers și multe alte invenții au devenit o realitate de zi cu zi. Acum este timpul pentru pălăria de invizibilitate. Cel puțin jurnalul american „Science” a publicat un articol care conturează principiile de bază de funcționare a unui camuflaj aproape ideal.

Probleme de invizibilitate

Problema secretului optic al obiectelor este studiată de oamenii de știință de la Departamentul de Știința Materialelor de la Laboratorul Național Lawrence de la Universitatea din Berkeley. Supervizat de domnul Xiang Zhang. Ideea generală este de a face lumina să se îndoaie în jurul unui obiect. Dezvoltari similare au fost deja facute in trecut, dar nu au avut succes din cauza faptului ca incercarile anterioare puteau devia razele intr-un interval unghiular ingust. Nu a fost încă posibil să se obțină permeabilitatea optică completă sau iluzia acesteia. Distorsiunea imaginii vă permite să localizați obiectul (adică detectarea vizuală a acestuia). Lipsa flexibilității suprafețelor de mascare a fost, de asemenea, o problemă. Toate aceste neajunsuri sunt lipsite de material ultra-subțire dezvoltat la Berkeley. „Pelerina” inventată la Lawrence National Laboratory este flexibilă, dar totuși prea scumpă.

Principiul de funcționare

Rolul povestitorilor în vremea noastră este jucat de cineaști. În filmul Predator, Alienul (un personaj antagonist) folosește un dispozitiv de acoperire pentru a se apropia pe furiș de victimele sale. Efectul este departe de a fi perfect: extraterestrul este dat de distorsiuni ușoare. Nu este transparent (deși nu este atât de ușor de detectat inamicul), în locul lui există o anumită ceață. Realitatea a depășit cele mai nebunești vise ale regizorului. „Pelerina”, inventată la Laboratorul Național Lawrence, face obiectul cu adevărat invizibil.

Principiul de funcționare este că multe oglinzi microscopice se rotesc automat în direcția sursei de lumină. „Masa pentru capul vorbitor” funcționează aproape în același mod. Magicianul, înconjurat de oglinzi de jos, rămâne invizibil pentru privitor, cu excepția părții corpului care se ridică deasupra lor. În condiții de complexitate a reliefului și a formei obiectului ascuns, este foarte dificil să se obțină un astfel de efect. Dar tot posibil.

Specificatii tehnice

Se știe că „pelerina de invizibilitate” este acoperită cu un strat de fluorură de magneziu, pe care este aplicat un model de cărămizi de antenă minuscule de aur de 30 de nanometri grosime. Aceasta este o peliculă foarte subțire, de multe ori mai subțire decât un păr. Grosimea totală, inclusiv substratul, este de 50 de nanometri. Cărămizile vin în șase dimensiuni diferite, variind de la 30 la 220 nanometri în lungime și 90 la 175 nm în lățime. Datorită acestor microantene, este posibil să se rotească suprafețele oglinzii perpendicular pe direcția luminii și să o împrăștie complet. În acest caz, se iau în considerare atât frecvența, cât și faza radiației - acestea sunt rotite cu 180 de grade față de parametrul inițial, ceea ce îi permite să fie complet compensat.

Cu setarea corectă a suprafețelor, planele aurii lustruite pot da orice efect luminii reflectate. Poate reprezenta fundalul unui obiect (cum ar fi o podea) sau ceva complet diferit. Dacă mantia de invizibilitate este suficient de mare, teoretic ar putea acoperi aproape orice. De exemplu, rezervorul va arăta ca o bicicletă. Sau nu va fi vizibil deloc.

Perspective practice

Studiile au fost efectuate în domeniul luminii cu o lungime de undă de 730 nm (regiunea infraroșu apropiat a spectrului). S-a observat o reflexie aproape perfectă. Această realizare științifică este impresionantă și sugerează o nouă rundă a cursei înarmărilor. Cu toate acestea, este prea devreme să ne gândim la tancuri invizibile, rachete, avioane și alte tipuri de echipamente mortale. Cert este că experimentele au fost efectuate cu un anumit obiect de configurație spațială complexă, cu o dimensiune de 36 de microni în diametrul aproximativ. Dacă este în inci, atunci aceasta este aproximativ o miime. In milimetri... in general, un fir de nisip obisnuit, doar foarte mic. Ea era cea care era înfășurată într-o misterioasă „pelerina de invizibilitate”. Știința tace în legătură cu cât a costat să o facă transparentă optic.

Cu toate acestea, într-o zi această invenție poate fi de folos practică. De exemplu, ecranele de cinema în prezent trebuie să fie perfect plane, iar în cazul utilizării „cristalelor de microantene inteligente”, această cerință va fi inutilă, iar imaginile pot fi proiectate pe orice suprafață curbă fără distorsiuni.