"Tarnkappe" ausblendet 3-d-Objekte aus bloßem Auge

Eine "Tarnkappe" ist das Elemente Tausende Mal größer als bisher vorhanden ist, Wissenschaftler sagen zu verstecken.

Die erste Hinweise, dass Tarnvorrichtung eines Tages möglicherweise mehr als nur ein "Star Trek" Phantasie begann vor etwa fünf Jahrenentstehen, und seit dann Forscher haben solche Umhänge Realität werden durch verziehen Licht.

Licht ist in der Natur oft gebogen. Zum Beispiel Luftspiegelungen bilden sich, wenn Wüste Sand Wärme Luft, das beugt Lichtstrahlen aus bis oben, Illusionen des Wassers, die Spiegelungen des Himmels wirklich sind. Die Tarnvorrichtungen, die Wissenschaftler reibungslos erstellt haben leiten Lichtstrahlen völlig um Objekte, so dass sie ihre ursprüngliche Flugbahn weiterzugehen, als gäbe es nichts.

Aber die ersten verbergende Geräte Forscher gemacht waren nutzlos gegen das menschliche Auge. Am Anfang waren sie nur effektiv auf Mikrowelle Strahlen, nicht sichtbares Licht. Sie funktionierte auch nur in zwei Dimensionen, und somit konnte nicht verbergen, dreidimensionale Objekte.

Im Jahr 2010 Wissenschaftler erstellt den ersten Mantel, die für dreidimensionale Objekte gegen Licht gearbeitet fast sichtbar auf den Menschen. Dennoch war das getarnte Gebiet nur 30 μm Breite oder etwa ein Drittel der Breite eines menschlichen Haares.

Jetzt haben Forscher einen Mantel entwickelt, der dreidimensionale Objekte gegen roten und grünen Laser und gewöhnliche Weißlicht verstecken können. Obwohl die getarnte Region, die sie gezeigt ist nur drei Viertel eines Zoll (2 Zentimeter) breit, "Es gibt eigentlich keine Begrenzung auf die Größe des Mantels," sagte Forscher Shuang Zhang, ein Physiker an der University of Birmingham in England, LiveScience.

Alle Tarnkappen zeigte bis jetzt wurden künstliche Verbundstrukturen Metamaterialiengenannt. Herstellungsverfahren für diese Metamaterialien sind komplex und zeitaufwändig, nur winzige Umhänge, die nachgeben konnte nur verstecken ebenso winzige Objekte beschränkt sich auf nur wenige Wellenlängen des Lichts in der Größe.

Im Gegensatz dazu setzt dieses neuen Mantel aus Prismen von natürlich vorkommenden Calcit. Diese Kristalle sind jeweils etwa drei Viertel der einen Zoll breit auf die längste Seite, viel größer als die Teile, die in vorherigen Umhänge gesehen.

Die Wissenschaftler zusammengeklebt zwei von diesen Prismen, bilden die Form einer Pfeilspitze von der Seite gesehen. Den Raum oder Beule unter der Kerbe des diese Pfeilspitze und was innerhalb ist aus Sicht verhüllt.

"Die Umhänge leicht skaliert werden können um größere Objekte auszublenden,", sagte Zhang. "Es kommt wirklich darauf an wie groß ein Calcit-Kristall wir in der Natur finden kann. Laut Literatur hat der größten Calcit-Kristall eine Skala von 7 m x 7 m x 2 m (23 Fuß durch 23 Fuß durch 6,5 Fuß). Solch ein Kristall könnten den Bau eine Tarnkappe, die wenige Meter breit und mindestens 40 Zentimeter (16 Zoll) hoch Objekt verbergen kann."

Dieser Mantel hat einen erheblichen Nachteil – es hängt von der Polarisation des Lichtes. Man denke an alle Lichtwellen als entweder Plätschern rauf und runter, links und rechts, oder in jedem beliebigen Winkel zwischen einer Eigenschaft bekannt als Polarisation. Dieser Umhang funktioniert nur für Licht einer bestimmten Polarisation – "die Beule wird durch das Licht des anderen Polarisationen gesehen werden," sagte Zhang.

Dennoch, der Mantel noch in der realen Welt funktionieren könnte, sagte Zhang. Zum Beispiel, wenn die Sonne niedrig am Himmel, Sonnenlicht streaming ins Wasser "Willen weitgehend polarisiert werden und eine Tarnkappe sitzen auf dem Boden Wasser unsichtbar," sagte er. "Gäbe es militärische Anwendungen – z. B. etwas wie u-Boot auf dem Meeresboden zu verbergen."

Auch, während die Beule an der Unterseite des Mantels unsichtbar ist, ist der Mantel selbst noch sichtbar durch eine leichte Spiegelung an der Schnittstelle zwischen dem Mantel und seine Umgebung. "Diese Reflexion deutlich reduziert werden kann indem man Antireflex-Beschichtung auf den Mantel oder andere Mittel,", sagte Zhang.

"Es ist immer noch schwierig, eine " Harry Potter "Art der Tarnkappe zu machen, das funktioniert in Luft und können sehr große Objekte ausblenden", sagte Zhang. "Metamaterialien könnte eine Lösung sein, aber wir haben einen langen Weg vor uns."

Zhang und seine Kollegen detailliert ihre Ergebnisse online-1. Februar in der Fachzeitschrift Nature Communications.