就在几个月前,一个研究团队因提出一种在技术上可行的使物体隐形的方法而成为头条新闻,如今他们已经展示了一个简陋的隐形斗篷例子。该小组报告称,所谓的超材料的同心环导致微波部分弯曲绕过一个封闭的物体,就像水流绕过石头一样。
超材料是一种复合结构,由嵌入玻璃纤维中的金属环和金属线构成,可以使光线以奇特的方式传播。例如,超材料可用于锐利地弯曲光线,或将其聚焦到比正常情况下更高的分辨率。最近,研究人员指出,该技术应该可以制造出球体或圆柱体,能够近乎完美地将物体从单波长光的探测中隐蔽起来。当光线照射到超材料时,会引起金属部件中的电子振动;这些振动反过来会影响光速。具有适当金属元素梯度的超材料外壳应该使特定波长的光线环绕外壳内部。
杜克大学的工程师 David Schurig 和 David Smith 表示,去年五月当他们和同事报告他们的提案时,他们自己也隐瞒了一些事情:“我们在五月份已经有了一个我们很喜欢的斗篷,而且从那以后它变得更好了,”Schurig 透露。在该小组目前的版本中,一个中央铜环——要隐蔽的物体——被同心环状的超材料包围,这些超材料高一厘米,跨度为 12 厘米。这些环夹在两个板之间,因此微波只能在环的平面内穿过斗篷,正如 Science 于 10 月 19 日在线发表的一篇论文中所描述的那样。
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当微波撞击外壳时,它们会与其 C 形铜线相互作用,并且理论上,与没有外壳的情况相比,应该更少地被封闭物体吸收和反射。研究人员在装置中的许多点采样了微波的电场分量,以了解辐射如何受到影响,结果与他们的模拟非常吻合,他们报告说。“我们没有定量地说明这种隐蔽效果有多好,但我们减少了物体产生的反射和阴影,而这两者是隐形斗篷的两个基本特征,”Schurig 说。
“虽然这个原型不是一个理想的隐形装置,但它绝对是一个非常重要的突破,”圣安德鲁斯大学学院(位于苏格兰)的光学理论家 Ulf Leonhardt 说,他没有参与这项研究。“它出乎意料地好用。”Schurig 和 Smith 说,启动和运行这项技术比他们预期的要容易,但他们补充说,制造球形外壳或隐蔽更短波长的光,例如可见光谱,可能是非常具有挑战性的任务。