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“隐形斗篷” 像水流过圆石

发布时间: 2019-04-10 14:19:45   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

风靡世界的《哈利•波特》中,主人公利用隐形斗篷参与一系列疯狂冒险,让人们羡慕不已。最近,美、英科学家组成的研究小组研制成功一种“隐形斗篷”,使人们看到了科幻世界中魔法变成现实的希望。

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在科学家开展的这次实验中,微波和其他波在扫过被“斗篷”遮盖的铜柱时没有探测到任何东西。整个过程就像水流经过一块圆滑的岩石,当水遇到这块岩石时会发生分流,但经过岩石后仍然汇流到一起,而在下游的人则难以从水流中发现它已经经过岩石的痕迹。当然,“隐形斗篷”现在还称不上完美无缺。不过这只是一个开始,而且它已经出色地让一个铜柱达到了隐形的效果。

与这种“斗篷”的“隐形”原理不同,军事称谓中的所谓“隐形战斗机”地隐形技术,并不能让物体真正隐形,它只是通过减少雷达可以探测到的战机横截面而降低暴露的风险。

美联社评论说,这一成果可能为军事领域带来广阔前景。

像水流过圆滑的石头

“隐形斗篷”不同于隐形技术,后者并不是让飞机变得看不见,而是减小雷达波反射的横截面,使得雷达难以跟踪飞机的轨迹。“隐形斗篷”只是让雷达波或其他形式的波绕过物体,就像物体根本不存在一样,这和溪水流过光滑的石头是一个道理。这个领域的研究工作为更好地实现隐形指明了方向,即让人或物体在有可见光照射的情况下不被发现。

“隐形斗篷”的设计者戴维•舒里希曾说,从理论上讲,让人或物体在有可见光照射的情况下实现隐形还是很有可能的。就在舒里希和他的同事提出这一理论5个月后,给铜柱披上“斗篷”,让它不被微波发现的技术就问世了。不过,最初研制出的能够发挥作用的“隐形斗篷”只是二维的,会投下一小块阴影。下一步是研制三维的“隐形斗篷”,从而让阴影彻底消失。

“隐形斗篷”是由超材料——由金属和电路板等多种材料制成,其中可能包括陶瓷、特氟隆或纤维合成物等。事实上,这种处理方法让微波绕过物体,从而实现了物体的隐形。研究人员解释说,水在流经石头后,会重新汇合到一起,在下游观看水流的人们不会知道水曾经流过石头。

“隐形斗篷”针对的是辐射波的特定频段。比如这次研制出的“隐形斗篷”针对的是微波,监测微波的人不能判断出微波曾经过一个物体。研究人员希望在光波经过物体时也能达到同样的效果。

可以让坦克“消失”

“隐形斗篷”并不是魔法,它需要借助一种新材料——元材料,这种材料可以避开光、雷达以及其他各种微波的探测。

研究人员表示,制造“隐形斗篷”装置的关键就在于如何制造那种不同寻常的原料。元材料本身对光波和其他电磁波具有反射功能,而自然物质却没有。不过,他们有信心在未来制造出完整的“隐形斗篷”,让一辆坦克在雷达面前“消失”。

将“斗篷”应用在光波领域

“隐形斗篷”不仅能使物体隐形,其巧妙躲避微波探测的原理同样也为其他领域的应用带来了可能。

科学家正试图将微波应用在光波领域。与舒里希共同开发这一“斗篷”的设计师戴维·史密斯解释说,最理想的“斗篷”状态是做到使物体变成完全透明。“这次实验初步成功证明了斗篷覆盖原理的可行性,”他说,“我们现在需要做的是进一步完善‘斗篷’的结构。”由于“斗篷”研发尚未完善,这次实验物体还是保留了一些反射和阴影,实验的理想目标是让斗篷能选择性地反射并且不留阴影。

除了使物体隐形,“斗篷”能使电磁波发生偏离的原理还能应用在其他领域,例如可以保护敏感电子装置免受有害射线干扰。史密斯大胆地推测说,这一避开微波的原理如果有朝一日应用在声波领域,甚至可能实现“保护地区免受地震波的危害”。

很多科学家闻听这项研究的成果后,大加赞扬:这是一项伟大的成就。令人吃惊的是,它的原理如此简单,效果却如此不同寻常。

期待进一步完善

研究人员说:“在理想状态下,斗篷是透明的。我们在现阶段还没有研制出一种完美无缺的斗篷,因此还是存在一些反射和阴影,也就是说还是看得见背景,只不过背景显得有些模糊。”“在理想的状态下,反射量几乎可以忽略不计,而且根本就不会有任何阴影。第一次试验的结果证明,这样做是可行的,我们现在只需改进它的性能。”

史密斯对这次研究的“隐形斗篷”并不十分满意,“它还有很多缺点需要改进”:

1.在《哈利·波特》中,波特的隐形斗篷十分轻巧,能够被装在外套的口袋里,但真实版的“隐形斗篷”占的地方多得多;

2.隐形效果只对特殊范围的波长有作用,只能在小范围内发挥效果;

3.研究人员还不能确定隐身效果可以持续多长时间;

4.防护罩可用于覆盖任何形状的物体,但不能移动,因为移动的物体会破坏隐形效果。

研究人员将针对以上的缺点进行进改,提出下一步的计划是开发三维“隐形”,并且彻底消除阴影。