شنلی که میتواند هر چیزی را نامرئی کند

دانشمندان یک گام به ساخت شنل نامریی‌کننده نزدیک‌ شدند

یک خبر بد این که محققان محدودیت‌های دستگاه‌های پنهان‌ساز را هم محاسبه کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که با تکنولوژی فعلی، ما هرگز به قادر به ساختن یک پوشش شنل‌ که بتواند به طور کامل انسان و اشیا بزرگ را در تمام طول موج‌ها پنهان کند، نخواهیم بود.

  1. ۴ ماه،۲ هفته قبل
  2. ۰
nam
نوآوران -

گروهی از محققان در انگلستان موفق به ساخت یک شی برجسته شده‌اند که رفتارش در قبال امواج الکترومغناطیسی همانند یک جسم صاف به نظر می‌رسد. شاید این دستاورد به آن معنی باشد که پژوهشگران یک گام دیگر نیز به ساخت یک وسیله‌ی پوشاننده‌ برای پنهان‌سازی اشیا نزدیک‌تر شده باشند.

در حالی که یافته‌های جدید هنوز بسیار دورتر از ساخت پوشش شنل نامریی کننده‌ی استفاده شده در فیلم‌های هری پاتر و مواردی با آن سبک و سیاق هستند، موفقیت‌آمیز بودن این آزمایش ممکن است به محققان در توسعه‌ی سیستم‌های مایکروویو و سیستم‌های نوری بهتر برای استفاده‌های تجاری و صنعتی کمک کند. سرپرست این تیم پژوهشی لوئیجی لا سپادا (Luigi La Spada) از دانشگاه کوئین مری لندن در بیانیه ای گفت:

 مطالعه و استفاده از امواج سطحی در واقع کلیدی برای توسعه‌ی راه حل‌های فناورانه و صنعتی در طراحی پلتفرم‌ها در زندگی واقعی و برای زمینه‌های کاربردی مختلف است.

تیم پژوهشی یک سطح برجسته را با یک مدیوم نانوکامپوزیتی پوشاندند. این مدیوم نانوکامپوزیتی، به تازگی توسعه یافته است. مدیوم گفته شده در واقع نوعی ماده است که از لایه‌های مختلف نانو ذرات ساخته شده است و هر یک از لایه‌ها دارای خاصیت الکتریکی متفاوتی هستند. این مواد اجازه می‌دهد تا امواج الکترومغناطیسی به شی مورد نظر برخورد کنند و بدون پراکندگی از میان آن عبور کنند و به این ترتیب آن را از دید ما پنهان نگاه دارند. سپادا در این باره توضیح می‌دهد:

ما یک امکان عملی را برای استفاده از مواد نانوکامپوزیتی برای کنترل انتشار موج سطحی از طریق تولید افزایشی پیشرفته ارایه داده‌ایم. شاید مهمتر از همه‌ی اینها، باید اشاره کنیم که روش مورد استفاده را می‌توان برای پدیده‌های فیزیکی دیگری که توسط معادله‌ی موج توضیح داده‌ می‌شوند نیز به کار برد؛ مانند پدیده‌های آکوستیک (وابسته به صوت). به همین دلیل، ما معتقدیم که این کار تاثیر زیادی در کاربرد صنعتی خواهد داشت.

 به عبارت دیگر، این تیم ماده‌ای را توسعه داده‌اند که به طور موثر با استفاده از آن می‌توان یک شی را از امواج الکترومغناطیسی پنهان کند. آنها در گزارش خود درباره‌ی اینکه چرا مواد نانوذره را انتخاب کرده‌اند یا اینکه چگونه آن را در سطح صنعتی به کار خواهند برد، وارد جزئیات زیادی نشده‌اند. احتمالا به این دلیل که آنها امیدوار به ثبت اختراع فناوری خود هستند. از سویی نیز با توجه به سایر پروژه‌های مبتنی بر پوشش‌های نامریی‌کننده‌ی مبتنی بر فناوری نانو می‌توانیم از صحت حدسمان مطمئنتر شویم.

 به عنوان نمونه، در ماه سپتامبر سال ۲۰۱۵، یک تیم از آزمایشگاه برکلی در آمریکا دستگاه پنهان‌کننده‌ای اختراع کردند که با روشی کاملا شبیه وسیله‌ی بررسی شده در این گزارش کار می‌کرد. این در حالی است که پیتر داک‌ریل (Peter Dockrill) در گزارشی چنین نوشته است:

 کارهای مرتبط با پنهان‌سازی اشیا با استفاده از فراموادی (متاماتریال) صورت می‌گیرد که بر خلاف مواد طبیعی می‌توانند از طریق ساختار فیزیکی خودشان به جای ترکیب شیمیایی خود، پرتوهای نور را خم کنند یا اینکه آنها را بازتاب دهند و در اصل بتوانند اشیا را از نظر نوری غیر قابل رویت جلوه‌ دهند. هنگامی که نور بر روی این پوشش فعال شده تابیده می‌شود، آرایه‌های نانوآنتن آن، بازتاب معمول نور را از جسم زیر پوشش دچار واپیچش می‌کند و با این کار باعث می‌شود تا چنین به نظر برسد که در آن نقطه چیزی وجود ندارد.

 با وجود این واقعیت که محققان هنوز با ساخت موفقیت‌آمیز یک دستگاه پنهان کننده فاصله‌ی زیادی دارند، اما تیم پژوهشی در مورد کارایی ماده‌ی جدید فوق‌العاده هیجان‌زده هستند. زیرا آنها توانسته‌اند تا مطالعات قبلی پیرامون پوشش نامریی‌کننده را گسترش دهند. گفتنی است که در تکنیک‌های مشابه پیش از این، ماده‌های ساخته شده تنها در یک فرکانس کار کرده بودند. یانگ هائو (Yang Hao) یکی از اعضای تیم چنین توضیح داد:

در تحقیقات قبلی، این تکنیک تنها در یک فرکانس نتیجه داده بود. با این حال، ما می‌توانیم نشان دهیم که روش ما در طیف بیشتری از فرکانس‌ها کار می‌کند و این نکته آن را برای سایر برنامه‌های کاربردی و مهندسی از جمله نانوآنتن و صنعت هوافضا مفیدتر می‌کند.

 البته استفاده از نانوذرات تنها راهی نیست که محققان در مسیر تلاش برای ساخت یک پوشش نامریی‌کننده مورد آزمایش قرار داده باشند. در سال ۲۰۱۴، محققان دانشگاه روچستر در نیویورک لنزی ایجاد کردند که در واقع چهار لنز مختلف با فواصل کانونی مختلف را با هم ترکیب کرده و بر اساس خمش پرتوهای نور کار می‌کرد و فرد بیننده را به این تصور می‌رساند که شی مورد رویت ناپدید شده است. جان هاول (John Howell) استاد فیزیک در دانشگاه روچستر، در یک مصاحبه مطبوعاتی در ۲۰۱۴ اظهار کرد:

 بسیاری از روش‌های گوناگون با تکنولوژی بالا برای پنهان‌سازی وجود دارند و ایده‌ی اصلی پشت همه‌ی روش‌ها این است که بتوانند نور را از پیرامون شی مورد نظر به گونه‌ای عبور دهند تا چنین به نظر برسد که جسمی در آن محل وجود ندارد. این روش‌ها اغلب از فناوری‌های فوق‌پیشرفته یا برخی مواد عجیب و نادر برای کار خود استفاده کرده‌اند.

خبر بد این است که محققان محدودیت‌های دستگاه‌های پنهان‌ساز را هم محاسبه کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که با تکنولوژی فعلی، ما هرگز به قادر به ساختن یک پوشش شنل‌مانند که بتواند به طور کامل انسان و اشیا بزرگ مانند تانک را در تمام طول موج‌ها پنهان کند، نخواهیم بود. بنابراین در حال حاضر ما راه دیگری نداریم به جز اینکه برای شخصیت هری‌پاتر و این توانایی خاص او در فیلم‌ها غبطه بخوریم!