Cloaking Technik kann vor Naturkatastrophen schützen


Cloaking, dass mehrjährige Technologie von Comics und Sci-Fi-Serie, möglicherweise einen Schritt näher an der Realität.

Forscher haben eine neue verbergende Methode entwickelt, die eines Tages u-Boote und Kampfjets verhindern können durch Sonar und Radar erkannt wird. Es könnte auch verwendet werden, um Gebäude und Ölplattformen vor den verheerenden Folgen von Erdbeben und Tsunamis zu schützen.

Wie es oft in Science-Fiction-Filmen und Büchern dargestellt wird, beinhaltet cloaking, ein Objekt ganz oder teilweise unsichtbar für ankommende Strahlung, wie Licht oder Radiowellen.

Bücher und Spiele wie "Harry Potter" und "Halo" der Art der Tarnung dieser Blöcke sichtbares Licht ein Objekt jedoch für das bloße Auge unsichtbar zu werden folgende plausibler cloaking entwickelt popularisiert haben sind auf Sperrung Mikrowellen, Infrarot-Licht, Radio und Fernsehwellen (alle diese Formen der Strahlung sind Teil des elektromagnetischen Spektrums) ausgerichtet.

Und zwar bereits gibt es verschiedene verbergende Methoden, diese neueste Technologie ist das erste Antennen verwenden, um Wellen anstatt auf exotische Metalle oder "Metamaterialien" zum Schutz der Objekte vor elektromagnetischen Wellen aus Sonar oder Radar zu erzeugen. Metamaterial entsteht durch die Kombination von zwei oder mehr Materialien, um die elektromagnetische Effekte zu erweitern.

"Es ist eine neue Methode der Tarnung," sagte Graeme Milton, Erstautor der Studie und Professor an der University of Utah. "Es ist zweidimensional, aber wir glauben, dass es leicht erweitert werden kann, in drei Dimensionen, was bedeutet, dass reale Objekte verdeckt werden könnte."

Im Vergleich zu früheren Formen von verbergen, die nur in der Lage, Objekte aus ganz bestimmten Wellenlängen der Strahlung versteckt waren, sagen Wissenschaftler, dass die neue Methode Objekte von einer breiteren Band von Wellenlängen, wie Schallwellen, Meereswellen und seismische Wellen verbergen kann.

"Das Problem mit Metamaterialien ist, dass ihr Verhalten stark die Häufigkeit von Ihnen gewählte Mantel hängt aus", sagte Milton. "So ist es schwierig, Breitband-cloaking zu erhalten. Vielleicht wäre Sie für rotes Licht unsichtbar, aber Leute würden Sie in blaues Licht sehen."

Gebäude größer Schilde

Experimente der Forscher zeigten ist es möglich, etwas 10 Mal größer als die 4-Zoll-Mikrowellen zu verbergen, die durch Radar, Hoffnungen für größere Objekte cloaking emittiert werden. Bisher war das größte Objekt verdeckt von Mikrowellen eine Zoll-breit-Kupfer-Zylinder.

"Wir haben mathematisch bewiesen, dass diese Methode funktioniert, wenn die Wellenlänge der ankommenden elektromagnetischen Strahlung groß im Vergleich mit den Objekten verdeckt wird ist, bedeutet, dass es sehr kleine Objekte verdecken kann" Milton sagt. "Es kann auch größere Objekte verdecken."

Milton sagt die Tarnvorrichtungen verursachen "destruktive Interferenz," ähnlich wie wenn zwei Kieselsteine sind in einen Teich geworfen und Wellen Wellen zu erzeugen. An Orten wo Wellenberge treffen, summieren sich die Wellen und die Kämme sind größer. Wo Tröge gerecht zu werden, sind die Tröge tiefer. Aber wo Wappen Tröge überqueren, das Wasser ist immer noch, weil sie gegenseitig aufheben.

Das Prinzip, auf Schallwellen, angewendet wird "Art wie Stornierung Geräte Lärm Sie mit Kopfhörer im Flugzeug bekommen, wenn Sie first class Reisen" Milton sagte.

Die mathematische Machbarkeit der neuen cloaking Technik ist detailliert in den Zeitschriften Optics Express und Physical Review Letters. Das Forschungsteam entwickelt ein Computermodell zu simulieren, wie solch eine Tarnvorrichtung funktionieren würde.

"Die Forschung sieht man in einem Experiment sollte auf einem Computer simuliert", sagt Milton. "Wir nur Mathe tun und hoffen, dass andere Leute die Experimente machen."

Blockierung von Naturkatastrophen

Ergebnisse der Studie zeigen, dass es denkbar ist, Tarnvorrichtungen zu bauen, die Wellen um eine Ruhezone, Bohrinseln gegen eingehende Tsunami-Wellen zu schützen oder Vibrationen um eingehende seismischer Wellen von einem Erdbeben neutralisieren zu erstellen erstellen generieren.

"Unsere Methode Anwendung, Wasser, Wellen, Sound und Radar haben kann", sagte Milton. "Es wäre wunderbar, wenn Sie Gebäude gegen Erdbeben verdecken könnte. Das ist an der Grenze dessen, was möglich ist."

Ein Nachteil der neuen Methode "ist, dass es scheint, dass Sie alles über die ankommende Welle im Voraus wissen müssen", sagte Milton. Platzierung von zahlreichen Sensoren zur Erkennung von eingehenden seismischer Wellen oder Tsunamis erfordern könnte.

Milton sagte auch, dass die Technologie ist unwahrscheinlich, dass die Art der Tarnung führen, die die romulanischen Schiffe der "Star Trek" verschwinden lassen.

"Die Tarnvorrichtung müssten Felder erzeugen, die sehr kleine Wellenlängen haben," sagte Milton. "Es ist sehr schwierig, die Größe der Lichtwellen Antennen zu bauen. "Wir sind so weit von cloaking Real-großen Objekte für sichtbares Licht, dass es unglaublich ist."

Aber vom Licht cloaking "wahrscheinlich unmöglich, es ist ein spannendes Thema, und es gibt schöne Mathematik dahinter ist", sagte Milton. "Das ganze Gebiet ist explodiert. Also auch wenn es nicht geht, zu einem 'Harry Potter' Mantel führen, wird es Spin-offs in andere Richtungen, nicht nur beim Schutz der Objekte vor Wellen der verschiedensten Art, aber "für den Aufbau neuer Arten von Antennen, die in der Lage, die Dinge auf molekularer Ebene zu sehen. haben" Es ist sozusagen eine Renaissance in der klassischen Wissenschaft, mit neuen Ideen ständig aufspringen."

  • Reality-Check: Die Wissenschaft von Star Trek
  • Video: Cloaking Konzept bewegt sich jenseits Theorie
  • Neues Material könnte Objekte unsichtbar machen
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