У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Найден способ сделать объект невидимым с помощью манипуляций светом
Невидимость — как и путешествие во времени, телепортация, левитация и сверхскорость — является предметом обсуждения научной фантастики с самого ее появления. Среди самых известных примеров — та невидимость, которую использовали ромуланцы в «Звездном пути», Гарри Поттер с помощью плаща и Фродо, чтобы пробраться в Мордор. Сотни, если не тысячи упоминаний невидимости встречаются в книгах и фильмах. На протяжении многих лет ученые придумывали интересные способы, чтобы скрыть объекты из поля зрения, только вот процесс в этих случаях был куда сложнее, чем демонстрирует научная фантастика.
Прежде чем мы сможем поговорить о, так сказать, научном плаще-невидимке, нам нужно понять отношение между светом и физическими объектами. Верьте или нет, но это отношение довольно простое. Когда мы смотрим на что-нибудь — будь это яблоко или машина — то, что мы видим, сводится к длине волны света, который отражает и поглощает объект.
В случае с Солнцем, скажем, его белый цвет связан с тем, что он поглощает все длины волн света. Тем не менее, с места в карьер, большинство людей скажет, что Солнце на самом деле желтое (но это уже совсем другое). Учитывая это, было бы нелишним спросить, можно ли сделать так, чтобы скрыть истинный цвет объекта или вообще сделать его невидимым?
Ответ куда интересней, чем кажется на первый взгляд: можно. Недавно французские ученые объявили, что нашли способ манипулировать светом таким образом, что крошечный непрозрачный объект будет совершенно прозрачным для человеческого глаза. Хотя звучит просто, на самом деле все намного сложнее.
Как это работает?
Методика, которую используют ученые, основана на квантовых эффектах. Такие вещи, как рэлеевское рассеяние, научили нас, что частицы света живут бурной жизнью, то и дело сталкиваясь с этим и тем по пути через пространство-время. Когда они вступают в контакт с молекулами и другими частицами материи, их составные части, то есть фотоны, отскакивают в разных направлениях под странными углами. Другие сложности возникают, когда мы добавляем дополнительные взаимодействующие атомы или молекулы в уравнение. В такой среде они называются квантовыми излучателями, и они чрезвычайно важны для многообещающей области квантовых технологий.
Когда один источник света вступает в контакт с другим излучателем, свет отскакивает и демонстрирует изменения в электромагнитном поле, приводящие к рассеянию фотонов, генерирующих еще более сложные волновые паттерны. Еще нужно не забыть о диполях — или квантовых излучателях с положительной и отрицательной стороной. Эта особенность, которая является результатом того, что излучатель обладает неравномерно распределенными электронами, может иметь серьезное влияние на электромагнитное поле. Электромагнитное поле каждого излучателя имеет важное значение.
В конечном счете все это часто порождает то, что называется диполь-дипольными взаимодействиями: комбинацией вещей, которые интенсивно рассеивают свет. И, как показали исследования, этот эффект можно использовать с целью манипулирования отражением света от поверхности.
Квантовый излучатель (представлен в виде голубого диска) взаимодействует с электромагнитным полем. Физики использовали диполь-дипольные взаимодействия в таких квантовых излучателях, чтобы сделать непрозрачные объекты прозрачными.
Более конкретно, ученые используют новую технику под названием DIET (диполь-индуцированная электромагнитная прозрачность), чтобы предотвратить отскакивание света от поверхности и отражение определенной длины волны, что по сути делает объект прозрачным в видимом диапазоне.
«Важность нашей работы заключается в открытии того, что очень субтильное явление (DIET) может быть использовано для управления распространением света в оптически активных средах, — рассказал соавтор работы Эрик Харрон, профессор Парижского университете в Орсэ, Франция. — Мы показали, как рассеивается свет в нанометрической системе, и этим эффектом можно управлять, чтобы сделать непрозрачный объект прозрачным на любой заданной частоте».
К чему это приведет?
Вся соль работы в том, что ученым нужно повторить свой успех на примере объекта большего, чем два атома в поперечнике (для справки, это чрезвычайно мало, если сравнивать с макромасштабами того мира, в котором мы живем). Тем не менее они уверены, что не только смогут проделать это с крупными объектами, но и обмануть наши глаза, не только сделав объект невидимым, но и окрасив его в другой цвет вообще.
Их работа также проливает свет (буквально) на способы, которыми мы можем сильно замедлить свет или вообще заморозить его. В первом случае это делается путем изменения траектории фотонов за счет взаимодействия частиц со средой. Преимущества такого прорыва слишком многочисленны, чтобы их перечислять, но безусловно — впереди предстоит еще много работы.
«В настоящее время наша цель состоит в том, чтобы перенести DIET на многоуровневую атомарную или молекулярную систему, — говорит Харрон. — Каждый излучатель будет вести себя как ряд осциллирующих диполей, таким образом открывая ряд окон прозрачности, что позволит нам вести более гибкую стратегию [манипуляций]».
Также ученые изучают методы замедления света на основе своих наработок.
Как стать невидимым? Ученые, кажется, нашли ответ
Кто из нас в детстве не мечтал о шапке-невидимке? Или о волшебном плаще, надев который, вас не увидит ни одно живое существо на свете. Да, истории эти, кажется, стары как мир и абсолютно точно являются выдумкой. Но не спешите прощаться с шапкой-невидимкой: результаты нового исследования показали, что невидимость – никакая не выдумка и даже не научная фантастика. Скажем больше – еще в апреле исследователи разработали уникальную световую волну, которая при прохождении через объект делает объект невидимым для камер и даже человеческого глаза! Чтобы найти волшебную световую волну, команда направила свет на непрозрачный слой случайно расположенных наночастиц оксида цинка. Они рассчитали, как рассеивается свет порошком оксида цинка и как он рассеивался бы, если бы порошка там вообще не было. «Каждый из этих паттернов световых волн изменяется и отклоняется очень специфическим образом, когда вы посылаете его через неупорядоченную среду», – пояснил профессор Стефан Роттер из Института теоретической физики в официальном заявлении.
Ученые обнаружили необычный способ превращения твердых объектов в невидимые с помощью рассеяния световых волн
Как сделать невидимым твердый объект?
Причина, по которой мы видим тот или иной объект, заключается в рассеянии световых волн, отражающихся от источника света на предмет, а затем в человеческий глаз. Недавно ученые нашли способ сделать твердые объекты невидимыми, причем довольно странным образом – заставляя световые волны проходить сквозь непрозрачные материалы, как будто их там вообще не было.
Исследования, проведенные в Венском техническом университете и Утрехтском университете, позволили рассчитать конкретную разновидность световой волны, которая может проникать в объект. Хотя можно подумать, что все световые волны одинаковы, это не так.
Особые световые волны, похоже, бросают вызов законам отражения света. Специально созданный луч света не изменялся объектом, через который он проходил – только слегка приглушался, что приводило к почти идеальной невидимости.
Результаты исследования означают, Исследование означает, что ученые могут не только смотреть на то, что находится за объектом, но и сквозь него
Уникальные световые волны
В ходе эксперимента профессор Роттер и профессор Аллард Моск использовали слой непрозрачного порошка оксида цинка – наночастицы, расположенные случайным образом – и точно рассчитали, как рассеивается свет через неупорядоченную среду и как бы он рассеивался, если бы порошка там вообще не было.
Обладая полученными знаниями, исследователи обнаружили, что определенный тип световой волны («инвариантные к рассеянию световые режимы») был зарегистрирован детектором на другой стороне слоя непрозрачного порошка оксида цинка точно таким же образом – хотя и немного слабее, чем при отправке световых волн.
Более того, существует теоретически неограниченное количество световых волн! Это означает, что, хотя их трудно вычислить, их можно найти.
Эта новая разработка может оказаться полезной для процедур визуализации в биомедицинских приложениях. «Одним из аспектов, который нас очень волнует, является тот факт, что световые поля, которые мы ввели в нашу работу, кажутся особенными не только в паттернах выходного поля, которые они создают за объектом, но и внутри него», – рассказал профессор Роттер в интервью The Independent.
Видимые и невидимые волны света, а также области их применения
Особенность, заключающаяся в том, что эти поля напоминают поля в свободном пространстве, может быть очень полезна для глубокого изучения материалов с высоким рассеянием, с которыми, как правило, очень сложно работать, – пишут авторы научной работы.
Как добавил профессор Роттер, в этой области необходимы дальнейшие исследования, поскольку развитие подобной невидимости твердых тел потенциально может привести к решению некоторых проблем медицинского характера. И непосредственно сделать невидимым человека сегодня, конечно, нельзя – биологические системы полны движения, например, та же кровь, которая течет по телу. Это затрудняет вычисление закономерностей, необходимых для прохождения света через объект, так как измерения должны выполняться быстрее, чем масштаб самого движения.
И все же, данные полученные в ходе эксперимента уже сегодня могут помочь ученым, которые хотят изучать более мелкие структуры, такие как клетки, к тому же, профессор Роттер считает, что это только вопрос времени – когда измерительные инструменты станут достаточно быстрыми и дешевыми, чтобы открыть целый мир новых возможностей. Полностью озакомиться с результатами научной работы можно в журнале Nature Photonics
Человеческий глаз воспринимает лишь малую часть видимого спектра
Нельзя не отметить, что открытие Роутера и его команды являются ошеломительным. Ведь теперь мы правда можем заставить предметы буквально исчезать из виду, а затем появляться вновь. Более того, с помощью трюков камеры ученые могут делать снимки того, что находится за объектом, а затем проецировать волны на поверхность объекта, заставляя его как бы исчезать. К счастью, они также работают над чем-то более приземленным: например, способами изгибать свет вокруг объекта, по сути, заставляя его исчезать, или просто рассеивать свет, скрывая объект из виду.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, так вы точно не пропустите ничего интересного!
Квантовая «невидимость»
Готовы удивиться еще сильнее? В 2019 году канадская биотехнологическая компания Hyperstealth разработала (и запатентовала) материал под названием «квантовая невидимость». Так, если надеть этот материал, то вы и правда станете человеком-невидимкой! Но только под определенным углом – с которого он просматривается, к тому же, скрытый объект должен быть расположен на определенном расстоянии.
Интересно, что основы для этой супер ткани были заложены еще в 2010 году, теперь же широкая публика может этим изобретением наслаждаться. Ну как, широкая – униформы, которые разрабатывает компания, используются в армиях Канады, США, Индии, Словакии, Новой Зеландии и Иордании.
В будущем камуфляж у военных станет частично невидимым.
В пресс-релизе, ознакомиться с которым можно здесь, содержится информация об особенностях работы «квантовой невидимости». Главная технология, позволяющую использовать новый «плащ-невидимку» – это похожий на пластик материал. Он-то и обеспечивает «невидимость».
Лучи света, попадая в микроскопические линзы, рассеиваются и смываются. Таким образом, все, что находится на определенном расстоянии позади материала становится неразличимыми. Этот новый вид материала не только изгибает лучи в видимом спектре, но также в ультрафиолете и инфракрасном свете, – отмечают создатели материала.
Интересно, что в патенте описано 13 различных вариантов материала, способных работать в разных условиях. Вот только широкой общественности особенности конструкции новой технологии не раскрываются. (Зато теперь полицейские, вероятно, смогут скрываться за невидимыми щитами).
Новый материал делает вас невидимым под определенными углом
Безусловно, нам с вами предстоит еще долгий путь, прежде чем шапки-невидимки можно будет заказать на дом с доставкой (или плащ-невидимка в стиле Гарри Поттера), но, благодаря открытию ученых из Австрийского университета Вены и Нидерландского университета Утрехта мы стали на один шаг ближе к мечте. Хотели бы себе такой плащ? Ответ ждем здесь, а также в комментариях к этой статье!
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад