https://frosthead.com

Πέντε τρόποι επιστήμης μπορούν να κάνουν κάτι αόρατο

Στο τελευταίο μας τεύχος, θεωρήσαμε την έννοια της αόρατοτητας σε όλους τους τύπους μορφών - ένας καλλιτέχνης που καμουφλάρεται ως πολιτική δήλωση, το αόρατο παράσιτο της ελονοσίας και οι άνθρωποι που βλέπουν κρυπτογραφημένους κώδικες που κρύβουν ζωτικής σημασίας πληροφορίες παντού που φαίνονται. Τώρα στραφούμε προς τους πολλούς τρόπους με τους οποίους επιστήμονες και μηχανικοί κυριολεκτικά καλύπτουν αντικείμενα, ήχους και ακόμη και στιγμές χρησιμοποιώντας τεχνολογία αιχμής. Αυτές οι συσκευές μάσκας δεν απλώς μάσκουν τα μάτια μας. εξαπατούν μηχανικούς αισθητήρες που ανιχνεύουν διαφορετικές μορφές ενέργειας, από τα φωτεινά κύματα μέχρι τη μαγνητική ακτινοβολία.

1. Κάποιοι συμπαθούν

Δεν είναι εύκολο να κρύψετε μια δεξαμενή, ακόμη και τη νύχτα. Μια υπέρυθρη φωτογραφική μηχανή ανιχνεύει εύκολα τη θερμότητα από την εξάτμιση του κινητήρα ή ανυψώνει την πανοπλία αφού βρίσκεται στον ήλιο όλη την ημέρα. Αλλά η βρετανική αμυντική εταιρεία BAE έχει αναπτύξει ένα σύστημα που χρησιμοποιεί χιλιάδες εξαγωνικά μεταλλικά πλαίσια, με διάμετρο το καθένα, για να καλύψει ένα όχημα και να το καθιστά αόρατο στους υπέρυθρους αισθητήρες (βλ. Παραπάνω). Οι θερμικές φωτογραφικές μηχανές επί του σκάφους ανιχνεύουν τη θερμοκρασία του παρασκηνίου και οι πίνακες που μπορούν να ζεσταίνονται ή να ψύχονται ταχέως προγραμματίζονται για να το μιμούνται συνεχώς. Οι πίνακες μπορούν ακόμα να ρυθμιστούν ώστε να μοιάζουν με ένα πιο αβλαβές όχημα, όπως ένα αυτοκίνητο. Μπορούν να είναι έτοιμα για εμπορική παραγωγή ήδη από το 2013.

2. Προσωπικός μαγνητισμός

Τον περασμένο Μάρτιο, οι μηχανικοί στην Ισπανία και τη Σλοβακία έλαβαν εμπορικά διαθέσιμα υλικά και έκαναν κάτι εξαιρετικό. Τοποθετήστε ένα μεταλλικό αντικείμενο στο μικρό κυλινδρικό τους δοχείο και δεν θα ανιχνευθούν από συστήματα ασφαλείας αεροδρομίου ή από μηχανές MRI. Το κάνιστρο αποτελείται από δύο ομόκεντρα στρώματα - ένα εσωτερικό υπεραγώγιμο υλικό που απωθεί τα μαγνητικά πεδία και ένα εξωτερικό υλικό που τα προσελκύει. Όταν συνδυάζονται, καθιστούν την εφεύρεση (και το περιεχόμενό της) αόρατη στους ανιχνευτές μετάλλων και σε άλλες μηχανές που βασίζονται στον μαγνητισμό. Η συσκευή μπορεί κάποια μέρα να είναι χρήσιμη σε ιατρικούς ασθενείς με βηματοδότη, επιτρέποντάς τους να υποβάλλονται σε εξετάσεις με μηχανές MRI χωρίς να στρεβλώνουν την εικόνα.

μαγνητική επίστρωση αδιαφάνειας Η "μαγνητική επίστρωση αδιαφάνειας" συνδυάζει μια εσωτερική επίστρωση που απωθεί το πεδίο μαγνητών με μια εξωτερική στρώση που την προσελκύει. (Εικόνα μέσω J. Pact-Camos, C. Navau & Α. Sanchez)

3. Ένας όρκος της σιωπής

Την επόμενη φορά που είστε ενοχλημένοι από ένα μωρό που κλαίει ή μια τηλεόραση που μπερδεύει, τοποθετήστε τις ελπίδες σας σε μια νέα συσκευή που αναπτύχθηκε στο Γερμανικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης. Είναι το ηχητικό ισοδύναμο ενός μανδύα αορατότητας: τα ηχητικά κύματα δεν μπορούν να εισέλθουν ή να βγουν από το εξωτερικό του δίσκου υψηλής τεχνολογίας. Η πλάκα αποτελείται από μικρο-δομημένα υλικά που επιταχύνουν τα εισερχόμενα ηχητικά κύματα γύρω από την περίμετρο, έτσι σε έναν ακροατή, φθάνουν στην άλλη πλευρά σαν να περνούσαν απλά κατευθείαν μέσα από αυτό χωρίς να αλληλεπιδρούν με τίποτα μέσα. Κάποια μέρα, οι αρχές που χρησιμοποιούνται στη συσκευή απόδειξης ιδέας θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη σιωπή μιας συγκεκριμένης πηγής ηχητικής ρύπανσης ή για να δημιουργηθεί ένα μικρό καταφύγιο ησυχίας σε έναν θορυβώδη κόσμο.

4. Κατασκευή ενός Mirage

Βγείτε κάτω από μια λεωφόρο ψημένου από τον ήλιο και στην απόσταση εμφανίζεται μια λαμπερή πισίνα - ένα μιράζ. Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ντάλας έχουν εκμεταλλευτεί αυτή την επίδραση για να κάνουν τα αντικείμενα φαινομενικά να εξαφανιστούν υποβρύχια. Οι μιγάδες εμφανίζονται όταν μια μεγάλη αλλαγή της θερμοκρασίας σε μια μικρή απόσταση κάμπτει τις ακτίνες φωτός που κατευθύνονται προς το έδαφος, καθιστώντας τους αντί να κατευθύνονται οριζόντια προς τα μάτια σας. (Έτσι, ένα μπάλωμα του μπλε ουρανού αποκλίνει έτσι ώστε να φαίνεται ακριβώς μπροστά από εσάς, που μοιάζει με μια δεξαμενή νερού.) Οι επιστήμονες δημιούργησαν το μυαλά τους με τη θέρμανση μιας διαφανής κουρτίνας ενός μορίου, κατασκευασμένης από νανοσωλήνες άνθρακα, 4.000 βαθμούς Φαρενάιτ σε μια λίμνη νερού. Ένα αντικείμενο κρυμμένο πίσω από την κουρτίνα φαίνεται στους παρατηρητές ως απλά περισσότερο νερό. Η ιδέα θα μπορούσε θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί για τη μανδύα υποβρυχίων, ή ακόμη και να οδηγήσει σε παρόμοιες συσκευές που λειτουργούν πάνω από το νερό.

5. Μια ρυτίδα στο χρόνο

Όταν βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας, βλέπουμε πραγματικά το φως να αντικατοπτρίζει αντικείμενα. Και, καθώς το φως ταξιδεύει προς τα μάτια μας σχεδόν στα 186.000 μίλια ανά δευτερόλεπτο, αντιλαμβανόμαστε τα γεγονότα όπως συμβαίνουν στιγμιαία. Αλλά πώς θα αντιλαμβανόμαστε τα γεγονότα αν μπορούσαμε να αλλάξουμε την ταχύτητα του φωτός; Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Cornell έχει κάνει ακριβώς αυτό ακριβώς. Νωρίτερα φέτος δημοσίευσαν τα αποτελέσματα ενός πειράματος που χρησιμοποιεί φακό "split time". Όταν το φως περνά μέσα από το φακό, τα μήκη κύματος χαμηλής συχνότητας στο "κόκκινο" άκρο του φάσματος επιβραδύνουν, ενώ τα μήκη κύματος υψηλής συχνότητας στο "μπλε" άκρο του φάσματος επιταχύνουν. Αυτό δημιουργεί ένα σύντομο χάσμα ή μια «χρονική τρύπα». Στη συνέχεια, τα μήκη κύματος του φωτός συρράπτονται από πίσω, έτσι ώστε σε έναν παρατηρητή η δέσμη φαίνεται να είναι συνεχής - και οποιοδήποτε γεγονός που συνέβη κατά τη διάρκεια του σύντομου χάσματος, μόλις 40 τρισεκατομμύρια μια δεύτερη μακρά, ήταν ουσιαστικά αόρατη. Οι ερευνητές λένε ότι οι πρακτικές εφαρμογές περιλαμβάνουν τη δυνατότητα εισαγωγής δεδομένων σε συνεχείς ροές δεδομένων οπτικών ινών χωρίς να προκαλούνται διακοπές.

Πέντε τρόποι επιστήμης μπορούν να κάνουν κάτι αόρατο