Ultradünne "Tarnkappe" kann jedem Hintergrund anpassen

In dem Film "Predator", nutzt ein Ausländer eine Tarnvorrichtung, um vor aller Augen zu verbergen, aber der Effekt ist bei weitem nicht perfekt: das Alien Versuch, sich zu verbergen ist vereitelt durch Verzerrungen der Lichtumlenkung um ihn herum. Jetzt haben Forscher eine ultradünne errichtet "Tarnkappe", die dieses Problem wird durch Drehen von Objekten in perfekt, flachen Spiegel.

Tarnkappen sind entworfen, um Licht um ein Objekt zu biegen, aber Materialien, die dazu sind in der Regel schwer zu gestalten und arbeiten nur von engen Winkel – wenn du das getarnte Objekt herumlaufen, zum Beispiel ist es sichtbar. Aber einen neuen Mantel vermeidet dieses Problem, und ist dünn und flexibel genug, um ein Objekt in beliebiger Form gewickelt werden, sagte der Forscher. Es kann auch sein "abgestimmt" angepasst, welcher Hintergrund dahinter steckt – oder können sogar schaffen Illusionen von was gibt sie hinzugefügt.

Unter der Leitung von Xiang Zhang, Direktor der Materialwissenschaft am Lawrence Berkeley National Laboratory, konstruiert die Gruppe einen dünnen Film, bestehend aus einem 50 Nanometer dicken Schicht aus Magnesiumfluorid gekrönt von einem unterschiedlichem Muster von winzigen, Ziegel-förmigen gold Antennen, jede 30 Nanometer dick. (Zum Vergleich: eine durchschnittliche menschliche Haarsträhne ist etwa 100.000 Nanometer breit.) Die "Backsteine" wurden in sechs verschiedenen Größen von etwa 30 bis 220 Nanometer lang und 90 bis 175 Nanometer breit gebaut. [Jetzt Sie sehen: 6 Geschichten der Unsichtbarkeit in der Popkultur]

Die Wissenschaftler wickelte dann ein winziges, unregelmäßig geformte Objekt messen ca. 36 μm über oder etwas mehr als ein Tausendstel eines Zoll. Scheint ein Licht mit einer Wellenlänge von 730 Nanometer oder Nah-Infrarot-, fanden sie, dass es nahezu perfekt reflektiert. Die Lichtstreuung aus dem Mantel prallte noch das Objekt, aber ohne Offenlegung wo das Objekt war – als ob an seiner Stelle gab es nur ein flacher Spiegel, sagte der Forscher.

Das kleine Objekt erschien, unsichtbar zu sein, da die gold Antennen die Streuung des Lichts gesteuert, die aus der es reflektiert, erklärt der Wissenschaftler. Normalerweise wird Licht reflektiert ein Objekt (sogar einen Glasspiegel) zumindest ein wenig streuen, vor allem, wenn die Form unregelmäßig ist. Die Wellen des Lichts werden auch manchmal Interferenzmuster erstellen. Infolgedessen erscheint reflektiertes Licht als Farben (wenn wird absorbiert) oder Reflexion, je nach Objekt.

Die neue Tarnkappe ändert: die Goldziegel reflektieren das Licht in einer Weise, dass das Licht Phase und Frequenz beide erhalten bleiben. (Phase ist eine Winkelmessung, die angibt wie weit entlang einer Lichtwelle, Sie sind, zwei Wellen 180 Grad phasenverschoben aufheben.) Die ultradünne Mantel entsteht ein Effekt, der macht es scheinen, wie das Licht waren einen perfekten Spiegel schlagen und den Mantel und Objekt nicht auch dort. Auch die Kanten mit dem neuen Gerät nicht sichtbar sind, sagten die Forscher.

Mit dem richtigen tuning der Goldziegel es ist nicht schwer, das reflektierte Licht aussehen wie alles machen, Sie wollen – entweder den Hintergrund des Objekts (zum Beispiel ein Stock) oder etwas anderes völlig, Zhang sagte Leben Wissenschaft. Wenn der Mantel groß genug, theoretisch waren könnten Sie es über alles drapieren. "Man könnte einen Tank mit ihm zu decken und lassen es so aussehen wie ein Fahrrad", fügte er hinzu.

Obwohl Mantel Zhang und seine Kollegen gemacht ist optimiert, um Objekte aus Licht bei einer Wellenlänge von 730 Nanometer zu verstecken, gibt es keinen Grund, warum es nicht mit mehreren Wellenlängen arbeiten kann, sagte Zhang. [Science Fakt oder Fiktion? Die Plausibilität der 10 Sci-Fi-Konzepte]

Der Reflexion-Trick funktioniert auch aus jedem Winkel, und der Mantel muss nicht unbedingt eine bestimmte Form zu sein – es kann um etwas gewickelt werden, und der Effekt funktioniert immer noch. Es ist auch schlank und leicht, so die Forscher.

Aber es einen Nachteil gibt: Wenn Harry Potter trugen diesen Umhang, er müsste noch dafür zu arbeiten, da die Stimmung an den Hintergrund angepasst werden muss, bleiben.

Andrea Alù, Associate Professor für Elektrotechnik an der University of Texas at Austin hat umfangreiche Forschungen über cloaking Systeme getan. Er ist skeptisch, dass Wissenschaftler Zhang beschreibt die Art der Illusion erstellen können.

"sie hatte ein kleines Objekt, eine kleine Beule," sagte Alù Leben Wissenschaft. "Mit einem größeren Objekt, ich kann nicht nutzen,... wenn ich es zu beleuchten, ein Teil ist nicht beleuchtet; Es liegt im Schatten." Als solche, sagte die Illusion von der perfekten Reflektor gebrochen wäre, er.

Trotzdem spiegelt die neuen Ergebnisse zeigen, die Sie, wie das Licht bearbeiten können mit Nanometer-Strukturen auf eine dünne Oberfläche. "Die Schönheit des Papiers ist, dass Sie die Reflexionsfläche bei der Sub Wellenlängenskala steuern können", sagte Alù.

Zhang sagte die verbergende Technik Reflektivität bietet eine andere Anwendung: zeigt. Jede große Projektion (z. B. einen Film in einem Theater) mittlerweile eine relativ flache Oberfläche zu verwenden. Aber wenn die Phase und Frequenz des Lichtes reflektiert es fein gesteuert werden könnte, das Problem könnte weggehen. Eine Projektionsfläche könnte jede beliebige Form, und das resultierende Bild nicht verzerrt werden würde.

Zhang fügte hinzu, dass diese Art von Material vor hergestellt worden ist und dass ein nächster Schritt wäre, ein großer Teil davon bei Industriewaagen, tuning-Antennen zu verschiedenen Wellenlängen des Lichts.

Die neue Studie online veröffentlicht wurde heute (Sept. 17) in der Fachzeitschrift Science.

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