تغطية شاملة

الرائي والغيب: تم ​​تطوير عباءة الإخفاء للأشياء ثلاثية الأبعاد

نجح الباحثون في تطوير عباءة رقيقة للغاية للتخفي يمكنها التكيف مع شكل أي جسم ثلاثي الأبعاد وإخفائه عن الكشف في الضوء المرئي. على الرغم من أن عباءة الإخفاء هذه موجودة حاليًا فقط في الحجم المجهري، إلا أن المبادئ التي تقوم عليها التكنولوجيا يمكن أن تسمح بتوسيع نطاقها لتشمل اختفاء الكائنات المجهرية أيضًا.

تُظهر الصورة رسمًا توضيحيًا ثلاثي الأبعاد لعباءة الاختفاء لسطح خارق يتكون من طبقة رقيقة جدًا من هوائيات النانو (جزيئات الذهب) التي تخفي العظم الأساسي. ينحرف الضوء عن سطح العباءة (الأسهم الحمراء) كما ينحرف بواسطة مرآة مسطحة. [بإذن من: مجموعة شيانغ تشانغ، مختبر بيركلي/جامعة كاليفورنيا في بيركلي]
تُظهر الصورة رسمًا توضيحيًا ثلاثي الأبعاد لعباءة الاختفاء لسطح خارق يتكون من طبقة رقيقة جدًا من هوائيات النانو (جزيئات الذهب) التي تخفي العظم الأساسي. ينحرف الضوء عن سطح العباءة (الأسهم الحمراء) كما ينحرف بواسطة مرآة مسطحة. [بإذن من: مجموعة شيانغ تشانغ، مختبر بيركلي/جامعة كاليفورنيا في بيركلي]
[ترجمة د.نحماني موشيه]
نجح الباحثون في تطوير عباءة رقيقة للغاية للتخفي يمكنها التكيف مع شكل أي جسم ثلاثي الأبعاد وإخفائه عن الكشف في الضوء المرئي. على الرغم من أن عباءة الإخفاء هذه موجودة حاليًا فقط في الحجم المجهري، إلا أن المبادئ التي تقوم عليها التكنولوجيا يمكن أن تسمح بتوسيعها لإخفاء الأشياء المجهرية أيضًا.

عباءات الاختفاء فكرة جميلة مستوحاة من عوالم الخيال العلمي والفانتازيا، من سلسلة أفلام ستار تريك إلى هاري بوتر، لكنها غير موجودة في الواقع، أم أنها موجودة؟ نجح علماء من مختبر لورانس بيركلي الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، بالتعاون مع علماء من جامعة كاليفورنيا (بيركلي)، في تطوير عباءة رقيقة للغاية من الاختفاء يمكنها أن تتكيف مع شكل أي جسم ثلاثي الأبعاد و إخفاءه من الكشف في الضوء المرئي. على الرغم من أن عباءة الإخفاء هذه موجودة حاليًا فقط في الحجم المجهري، إلا أن المبادئ التي تقوم عليها التكنولوجيا يمكن أن تسمح بتوسيعها لإخفاء الأشياء المجهرية أيضًا.

استخدم الباحثون كتلًا تشبه الطوب من الهوائيات النانوية الذهبية لتطوير عباءة الاختفاء التي يبلغ سمكها 80 نانومتر فقط وقادرة على تكييف نفسها لتغطية أشياء بحجم عدة خلايا بيولوجية. وقد تم تصميم سطح عباءة الاختفاء بطريقة تمكنها من حرف موجات الضوء التي تصل إليها، بحيث يصبح الجسم غير مرئي للكشف البصري في النطاق الطيفي للضوء المرئي.

وقال مدير قسم علوم المواد في المختبر الوطني: "هذه هي المرة الأولى على الإطلاق التي يتم فيها تمويه جسم ثلاثي الأبعاد من أي شكل بنجاح بالضوء المرئي". "عباءتنا الرقيقة جدًا تبدو الآن مثل المعطف. ما عليك سوى تصميمه واستخدامه، وهو قابل للتوسيع حتى تتمكن من إخفاء الأشياء الأكبر حجمًا." ونشرت نتائج هذه الدراسة الرائعة في مجلة العلوم المرموقة.

إن تشتت موجات الضوء من المادة - سواء كانت في الأشعة المرئية أو تحت الحمراء أو الأشعة السينية - هو الذي يسمح لنا بتحديد مواقع الأجسام المختلفة ومراقبتها. يمكن التحايل على القواعد التي تحكم هذه التفاعلات في المواد الطبيعية في إطار المواد الخارقة حيث تستمد الخصائص البصرية بدقة من بنيتها الفيزيائية وليس من تركيبها الكيميائي. على مدى العقد الماضي، قام فريق البحث هذا بتوسيع حدود كيفية تفاعل الضوء مع المواد الخارقة، حيث تمكن الباحثون من ثني مسار الضوء أو حرفه مرة أخرى، وهي ظاهرة لا تحدث في المواد الطبيعية. في السابق، كانت العباءات السطحية البصرية، التي كانت تعتمد على مواد خارقة، ضخمة الحجم ولا يمكن توسيع نطاقها. بالإضافة إلى ذلك، كانت العباءات تحتوي على فجوة في الواجهة بين منطقة العباءة وخلفية البيئة، وهو عيب جعل العباءة نفسها مرئية، على الرغم من أنها لا تزال قادرة على إخفاء الأشياء التي كانت تحتها.

يقول أحد الباحثين: "كان إنشاء عباءة تعمل في الهواء أمرًا صعبًا للغاية لدرجة أننا اضطررنا إلى دمجها داخل منشور عازل يخلق واجهة أخرى للضوء المتناثر، وهي آلية تجعله غير مرئي". "وفي الوقت نفسه، تسمح لنا التطورات الحديثة في مجال الأسطح الخارقة بالتلاعب بتقدم موجة الضوء مباشرة من خلال استخدام عناصر حجمها أصغر من حجم الأطوال الموجية للضوء، وهي آلية يصاحبها تغير دراماتيكي حبس الضوء."

وخلال تجربة الفريق البحثي، ضرب شعاع من الضوء الأحمر عينة عظمية ثلاثية الأبعاد بمساحة 1300 ميكرون مربع كانت مغلفة بطبقة تتكون من جزيئات الذهب النانوية. ويتناثر الضوء من سطح الغلاف بنفس الطريقة التي ينحرف بها الضوء بواسطة مرآة مسطحة، مما يجعل الأجسام الموجودة تحت الغلاف غير مرئية. يمكن تشغيل وإيقاف العباءة ببساطة عن طريق تبديل قطبية الجسيمات النانوية. قال أحد الباحثين: "إن انحراف نمط الموجة الذي تم تحقيقه من كل هوائي نانوي فردي يعيد إنتاج كل من مقدمة الموجة ونمط الضوء المتناثر، بحيث يظل الجسم مقنعًا تمامًا". إن القدرة على معالجة التفاعل بين الضوء والمواد الخارقة قد توفر خصائص مستقبلية رائعة لتطوير تقنيات مبتكرة مثل المجاهر الضوئية عالية الدقة وأجهزة الكمبيوتر الضوئية فائقة السرعة.

ملخص المقال
أخبار الدراسة

 

 

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

 

تعليقات 8

  1. الناقد العالمي أنا آسف ولكني أتفق مع اليهودي المتطرف وليس معك (إنه أمر نادر ولكنه يحدث أحيانًا أيضًا) الضوء لا يعود إلى عيان أتفق معك
    ثم ماذا ستكون البقعة السوداء؟ بقعة زرقاء؟ كيف تحل مشكلة الحدود بين المناطق التي لا يعود فيها الضوء إلى الأماكن التي يعود فيها الضوء
    يجب الاهتمام بالغرب المستمر حتى لا تلاحظ العين شيئا غريبا ……

  2. أولاً، الادعاء هو أن الاختراع يتصرف مثل المرآة، مما يعني أنه ليس عباءة غير مرئية، بل عباءة غير مرئية فقط من زوايا محددة للغاية. وفي الزوايا الأخرى سوف تتصرف كمرآة بسيطة.
    ثانياً: يجب أن تتوفر في عباءة الإخفاء الشروط الثلاثة التالية:
    1. أن تقدم الضوء القادم من خلفها ولا تحرفه. تحتاج الكاميرا والكمبيوتر إلى تسجيل الضوء القادم من الخلف وإجراء العمليات الحسابية لعرض الضوء بنفس الأطوال الموجية وزوايا سقوط الضوء الأصلي.
    2. أن يمنع انبعاث أي ضوء من المادة المختبئة بداخله، كالثقب الأسود الصغير.
    3. عدم التماثل بين الخلفية وحواف العباءة سيظهر الخطوط العريضة للعظم.

    ومن الضروري أيضًا أن نتساءل عما إذا كان من الممكن أن تكون العباءة المجهرية الموصوفة في هذه المقالة تعمل بشكل صحيح أم أنها ببساطة تقتل وتدمر الخلايا التي كانت تحتها وبالتالي لم يتم رؤيتها؟

    ملاحظة أخيرة: في رأيي، مع مرور الوقت، سوف تحتاج عباءة التخفي إلى العديد من الغسلات لإزالة الشوائب التي ستتراكم عليها وتتداخل مع تأثير انحراف الضوء - هل يمكن غسلها في الغسالة العادية؟ ؟

  3. يوسي وسيدي اليهودي، يقول المقال بالضبط كيف يتم الاختفاء: "تم تصميم سطح عباءة الاختفاء بطريقة تمكنها من حرف موجات الضوء التي تصل إليها، بحيث يصبح الجسم غير مرئي للبصريات. الكشف في النطاق الطيفي للضوء المرئي."
    وكما نعلم، فإن الرؤية البشرية تتم من خلال سقوط الضوء على العظم الذي يتم رؤيته وإعادة الأشعة إلى العينين.
    إذا لم يعود النور إلى أعيننا فلن نرى!
    انها ليست معقدة.
    انظر إلى الخارج ليلاً في اتجاه لا يصل إليك أي ضوء و"انظر" أنك لن ترى أي شيء.
    ظلمة الليل ليست رسم الله كل شيء باللون الأسود، ولكن اكتمال الدماغ إلى حالة لا ترى فيها شيئًا ببساطة!

  4. يصبح الجسم شفافاً إذا أبرز إلى الخارج صورة ما تحته، أو يعكس الضوء كأنه مستمر من خلاله إلى حيث كان (وليس بالضرورة إلى الجسم الذي تحته)، بحيث لا يبدو مريباً مثل الدبابة، على سبيل المثال، يتم إنشاؤها بواسطة وحدة تحكم الكمبيوتر في صورة الخلفية خارج إطار العظم وتستمر في عرضها بنفس الطريقة تمامًا في العباءة على العباءة مثل شاشة التلفزيون. صحيح: المقال لا يشرح حقاً كيفية حدوث الاختفاء.
    ربما الطريقة هنا مختلفة لقد وصفت طريقة العرض على الشاشة وهي العباءة. ولا أضمن أن هذا هو الأسلوب الموجود في المقال.
    لكن الأخبار المهمة لفتت انتباهنا. وفي رأيي ليس بأي حال من الأحوال أن العباءة ليست شفافة ولا تجعل ما يغطيها شفافاً.

  5. يبدو أنه لا يزال هناك طريق طويل للوصول إلى منتج الرف. إن زيادة المساحة من بعد طولي 0.13 مم إلى عدة أمتار سوف يسبب مشاكل كبيرة مثل مزامنة كل الإشعاع بحيث يخرج بنفس الترددات الضوئية تماماً وبواجهة موجية موحدة تشبه مشكلة كيفية التكبير شاشة تلفزيون أو كيفية صنع صورة موحدة من مصفوفة من الشاشات، أو إنشاء شعاع ليزر قوي من مجموعة من الثنائيات الليزرية نفسها أمر مسلم به. أيضًا، ماذا يحدث عند طي القماش، هل يتكيف الإرجاع مع الطية؟

  6. طيب فهمنا أنه يحني أشعة الضوء لكن كيف يصبح شفافا؟؟؟
    هناك عدة درجات للرؤية وعدم الرؤية
    أفضل درجة هي أنها شفافة أيضًا
    يمكن أن يكون هناك عراف ولا يبدو أنه يندمج في الخلفية ويصعب رؤيته... لكنه ليس شفافًا

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.