Znanstvenici stvorili prvi samostojeći 3D plašt nevidljivosti
Nakon uspješnog prikrivanja trodimenzionalnog objekta u realnom prostoru, američki znanstvenici korak su bliže realizaciji popularne ideje o plaštu nevidljivosti.
Dosadašnja istraživanja na ovom području bila su ili strogo teoretska ili ograničena na rad s dvodimenzionalnim objektima. Ovo istraživanje dokazuje mogućnost optičkog prikrivanja uobičajenih predmeta, u njihovom prirodnom okruženju, iz svih smjerova, bez obzira na položaj promatrača. Njemački Institut za fiziku je 26. siječnja u znanstvenom časopisu Njemačkog društva fizičara objavio članak u kojem se pobliže objašnjava kako su pomoću metode poznate kao 'plazmonsko prikrivanje', uspjeli sakriti cilindar duljine 18 cm od mikrovalova.
Većina otkrića na ovom području fokusirana je uglavnom na promjenjive materijale. Radi se o umjetnim materijalima, nehomogene strukture, s atraktivnim svojstvom specifičnog skretanja zraka svjetlosti oko predmeta. Zbog novog pristupa, u ovom je istraživanju korišten sasvim poseban umjetni materijal; tzv. plazmonski metamaterijal.
Zašto možemo vidjeti stvari koje nas okružuju? Zraka svjetlosti se odbija od površine predmeta vrlo slično kao što se teniska loptica odbija od zida. Neke od tih zraka odbijaju se do naših očiju, one prevode podražaj u električni impuls koji se potom, živčanim sustavom prenosi do mozga, gdje napokon postajemo svjesni onog što gledamo.
Zahvaljujući jedinstvenim svojstvima, površina plazmonskih metamaterijala odbija svjetlost potpuno drugačije od uobičajenog. "Dolazi do međusobnog poništavanja zraka svjetlosti reflektiranih s površine plazmonskih metamaterijala. Predmet se čini proziran i gotovo nevidljiv, iz svakog kuta gledanja."
"Tehnika plazmonskog prikrivanja je stabilna, ostavlja dovoljno prostora za usavršavanje i može se primijeniti na širokom rasponu područja; zbog čega je ova metoda bolji izbor od metode zasnovane na upotrebi standardnih promjenjivih materijala. Upravo zahvaljujući tome, sitne nesavršenosti nisu uvelike utjecale na tijek našeg eksperimenta, što je posebno važno kada pokušavate prikriti trodimenzionalni objekt u realnom prostoru", objašnjava profesor Andrea Alu, jedan od autora objavljenog članka.
Ne bi li cilindar učinili nevidljivim, znanstvenici su ga obložili slojem plazmonskog metamaterijala. Sustav je testiran izlaganjem mikrovalnom zračenju. Potom je mapirana interakcija među reflektiranim valovima, kako u blizini samog predmeta tako i na rubovima polja interferencije. Sloj plazmonskog metamaterijala pokazao je zadovoljavajuću učinkovitost za relativno širok raspon frekvencija u mikrovalnom spektru, uz posebno dobre rezultate za frekvencije od 3,1 GHz. Znanstvenici sveučilišta Texas, Austin su u svojim prethodnim istraživanjima već dokazali da upotrebom ove tehnike oblik predmeta postaje potpuno nebitan faktor.
Znanstvenici se već pripremaju na sljedeći korak: upotrebom iste tehnike nadaju se uspješno prikriti trodimenzionalni objekt od vidljive svjetlosti. "U suštini, ova bi se tehnika mogla koristiti za optičko prikrivanje predmeta; već sada možete nabaviti plazmonske materijale ovisno o frekvenciji na kojoj najbolje djeluju. No upravo tu leži problem. Veličina predmeta koji želimo prikriti direktno ovisi o valnoj duljini zračenja pri kojem svojstva plazmonskih materijala dolaze do punog sjaja. U ovom trenutku bismo vjerojatno mogli učinkovito 'zaustaviti' rasap svjetlosti s predmeta mikrometarskih dimenzija."
"Ipak, uspješno prikrivanje čak i tako malih predmeta moglo bi biti zanimljivo za cijeli niz područja. Mi se npr. trenutačno bavimo ispitivanjem mogućnosti primjene ovog koncepta za optičko prikrivanje vrha mikroskopa u biomedicinskim i mjerenjima optičke aktivnsoti različitih sustava", zaključuje profesor Alu.
Izvor: Institute of Physics