Πρόσφατα, οι συγγραφείς επιστήμης μας έχουν εισαγάγει στην τρίτη βεβαιότητα της ζωής, ακριβώς πίσω από το θάνατο και τους φόρους: όποιος αναφέρει την αόρατη τεχνολογία πρέπει να αναφέρει τον Χάρι Πότερ.
Έχοντας εκπληρώσει αυτή την υποχρέωση, αποκαλύπτω τώρα - χωρίς καμιά μικρή υπερηφάνεια - ότι δεν έχω διαβάσει ποτέ κανένα από τα βιβλία με πρωταγωνιστή αυτόν τον νεαρό μάγο. Αλλά προφανώς το παιδί έχει έναν μανδύα που τον καθιστά αόρατο και οι προαναφερθέντες συγγραφείς απολαμβάνουν το κατά πόσο αυτός ο φανταστικός χαρακτήρας παίζει με τους πραγματικούς κανόνες της επιστήμης. Προτιμώ να μάθω πότε μπορούμε να χτυπήσουμε τον Δάσκαλο Πότερ από την όραση και, ως εκ τούτου, από το μυαλό.
Αν θέλω να κρύψω ένα αντικείμενο-ας πούμε, ένα δημοφιλές βιβλίο φαντασίας στο κέντρο ενός πίνακα προβολής - έχω κάποιες επιλογές. Μπορώ να το κλέψω όταν νομίζω ότι κανείς δεν κοιτάζει. Ή, αν προτιμώ το διαμέρισμά μου στη φυλακή, μπορώ να καλύψω το βιβλίο με κάποιο είδος μανδύα, έτσι ώστε το τραπέζι να φαίνεται απλώς κενό.
Για να γίνει αυτό, πρέπει να χειριστώ το φως, το οποίο ρέει πάνω από το τραπέζι, σαν να ταξιδεύει κατά μήκος ενός πλέγματος καυσίμων. Η διακοπή του φωτός εξ ολοκλήρου θα ήταν μάλλον δύσκολη. Αντ 'αυτού, μπορώ να επαναδρομολογήσω αυτό το πλέγμα και να αλλάξω το φως της διαδρομής - και στη διαδικασία αλλάζει αυτό που φωτίζει.
Σκεφτείτε το φως ως αυτοκίνητο που οδηγεί σε μία από τις γραμμές αυτού του δικτύου κυκλοφορίας. Στόχος του είναι να φτάσει από το ένα άκρο του πίνακα στο άλλο. Όταν φτάσει στη μέση, ανάβει το βιβλίο.
Τώρα υποθέστε ότι κάποιος πλησιάζει έναν κύκλο κυκλοφορίας στο κέντρο του δικτύου. Σε αυτή την περίπτωση, το ελαφρύ μας αυτοκίνητο πρέπει να παρακάμψει το κέντρο, χάνοντας το βιβλίο. Σε αυτό το σενάριο, το φως θα φθάσει ακόμα στο άλλο άκρο του πίνακα, αλλά θα αποτύχει να χτυπήσει το bestselling οδηγό στη μέση.
Η αλλαγή της διαδρομής του φωτός, όμως, είναι λίγο πιο δύσκολη από το να κάνεις μια στροφή αυτοκινήτου. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως το φως, ακολουθούν αυστηρά το πρωτότυπο πλέγμα καυσίμων. Τα υλικά που μπορούν να μεταβάλουν τη διαδρομή του φωτός δεν υπάρχουν στη φύση, με λίγες εξαιρέσεις. Αλλά με τη νέα τεχνολογία, οι μηχανικοί μπορούν να δημιουργήσουν μικροί μπάτσοι κυκλοφορίας, που ονομάζονται μετα-υλικά, που λυγίζουν το φως σε μη φυσιολογικές κατευθύνσεις. Αυτή τη στιγμή, αυτά τα μετα-υλικά έχουν τη μορφή μικροσκοπικών μεταλλικών πηνίων και ράβδων.
Από εδώ, το σχέδιο για το σχεδιασμό ενός μανδύα αορατότητας είναι σαφές. Βήμα πρώτο: συναρμολογήστε αυτά τα μετα-υλικά με ένα άνοιγμα στο κέντρο. Βήμα δεύτερο: Τοποθετήστε το επιθυμητό βιβλίο μέσα σε αυτό το άνοιγμα. Βήμα τρίτο: βλέπετε-ή δεν βλέπετε-φως στροβιλίζω δεξιά γύρω από το φαινόμενο της παρατήρησης.
Ανεξάρτητα από το πού ένα άτομο παρακολουθεί, το φαινόμενο ισχύει: μόλις ολοκληρωθεί το φως του κύκλου γύρω από τον μανδύα, επαναλαμβάνεται ένα κανονικό μονοπάτι που μοιάζει με πλέγμα και εμφανίζεται σαν να μην είχε απομακρυνθεί ποτέ.
Οι επιστήμονες έχουν δοκιμάσει αυτήν την ιδέα τοποθετώντας ένα αντικείμενο μέσα σε ένα τέτοιο μανδύα και πυροβόλησε φως μικροκυμάτων προς την κατεύθυνσή του. Όταν συγκέντρωσαν χωρικά δεδομένα στα μικροκύματα, οι πληροφορίες δημιούργησαν μια εικόνα που φαινόταν σαν να συνέχιζε το φως χωρίς εμπόδια κατά μήκος του μονοπατιού.
Εδώ, όμως, αντιμετωπίζουμε λίγο απογοήτευση. Το φως μικροκυμάτων δεν μπορεί να ανιχνεύσει τίποτα μικρότερο από το μήκος κύματος του - περίπου μια ίντσα - όπως τα μετα-υλικά. Αλλά οι άνθρωποι δεν βλέπουν στα μικροκύματα. βλέπουμε χρώματα με πολύ μικρότερα μήκη κύματος, σε κλίμακα νανομέτρων. Επομένως, η απόκρυψη ενός αντικειμένου από την ανθρώπινη όραση θα απαιτούσε μεταμαλτάματα δραματικά μικρότερα από το σημερινό τους μέγεθος.
Το πρόβλημα επιδεινώνεται. Για να ταξιδέψει το φως γύρω από τον μανδύα και να συνεχίσει την αρχική του πορεία, πρέπει για μια μικρή στιγμή να κινηθεί γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Οι επιστήμονες μπορούν να επιτύχουν αυτή την ώθηση σε μια μόνο συχνότητα φωτός, αλλά το σύστημα σπάει όταν υπάρχουν διάφορα χρώματα. Έτσι, ενώ θα μπορούσε να είναι δυνατή η κάλυψη κάποιου κίτρινου χρώματος στο ριγωτό κασκόλ του νεαρού Πότερ, το κόκκινο θα παρέμενε δυστυχώς.
Τέλος, η εκτροπή φωτός γύρω από ένα μανδύα παίρνει την ακριβή τοποθέτηση των μετα-υλικών. Αυτό είναι καλό αν θέλουμε να αποκρύψουμε ένα ακίνητο αντικείμενο, αλλά το καθιστά εξαιρετικά δύσκολο να κρατήσουμε ένα κινούμενο αντικείμενο αόρατο - ένα πρόβλημα που δίνεται πόσο γρήγορα τα βιβλία φεύγουν από το ράφι.
Οπότε βρισκόμαστε αντιμέτωποι με ένα ατυχές Catch-22 (ένα βιβλίο που ποτέ δεν θα τολμούσαμε το μανδύα): Μπορούμε να ελπίζουμε ότι η αόρατη τεχνολογία θα γίνει πιο αποτελεσματική, αλλά αν το κάνει, πρέπει να δεχτούμε τα αναπόφευκτα επιστημονικά άρθρα που αναφέρονται σε εσένα. .
Ο πραγματικός Επιθυμητός Σκεπτόμενος πίσω από αυτή τη στήλη ήταν ο μηχανικός David R. Smith του Πανεπιστημίου του Δούκα, του οποίου η μεγαλύτερη πράξη αόρατοτητας μπορεί να είναι ο τρόπος με τον οποίο παρακάμπτεται το ερώτημα πότε θα έχουμε ένα πλήρως λειτουργικό μανδύα.
Έχετε μια ιδέα που πρέπει να σκεφτόμαστε ευτυχώς; Αποστολή σε
