译文

科学家找到令三维物体隐形的方法

翻译:小武飞 | 2008-09-20 10:32:06 | 阅读3260 | 来源


下面两幅图是在扫描式电子显微下的拍摄得到第一种(共发现两种新的)隐形物质的放大图像.这图像展示了纳米银线的容貌,它几乎可以达到让物质对可见光产生一个负的折射率.(资料来源: Jie Yao, 加州大学伯克利分校)

左边的图是"渔网"的概念模型,它是为第二种隐匿的物质而设计的. 真实产生的物质像右边的图所示,它也是一幅电子显微镜下的图.它是可以让光向后弯曲. (来资料源: Jason Valentine, 加州大学伯克利分校)

最新的不可见的隐匿物质让军队,忍者(日本),及像DailyTech(译者注:一个流行的在线的技术报纸)的科学幻想粉丝们长久以来的梦想得以成真.在DailyTech上已经有多处关于多种不同的隐形技术的内容被更新.(在隐形物质方面)第一篇论文是由一个俄国的教授发表的,他设计了一种新方法让物质隐形,即通过弯曲物质周围的光线.不久,美国和英国的研究者就可以用用相类似的技术使金属的圆柱在微波下隐形.接下来, 马利兰大学宣布成功地在所有光波下使小的二维物质隐形.最近一个在此方面的一篇综述论文中提出了更多的(使物质)不可视方法.

现在,在错觉艺术中有一个新的突破.纳米科学和工程研究中心的研究人员在加洲大学伯克利分校,已经首先找到了让三维物质隐形的方法.而他们不是只能用一种物质达,而是两种不同的物质都达到同样的效果.

其中,一种方法是用多层金属纳米渔网.另一种方法是用纳米银线.这两种方法都产生所谓的"变形材料" --这是一种特别的人造物质,具有在自然界中不可见的特性.这些材料有一个负的折射率,即意味着它们可以使身边的光线弯曲.

这些材料由两个小组分别独立制造出来,而两个小组都是Xiang Zhang领导的.其中一个小组将在著名的<自然>杂志上发表它的发现, 而另一组将发表在<科学>杂志上.

上述两种物质目前只能在特定限制波长的电磁波下产生令物质隐形的作用.此些项目的公开会发言人,研究者Jason Valentine说,"事实上,我们并没有让任何东西隐形.我认为,我们不用担心会那么一天,有隐形的人走在街上.坦白说,我们只是在做类似的事,而且现在还只是一个开始."

他解释了正常的折射率:"折射率用于描述光在媒介中弯曲的程度.自然界产生的物质,折射率是正的.(例如)当你看到一条鱼在水里,实际上这鱼的影像出现在它真正位置的前方.或者如果你插支棍子在水里,棍子在你看来好像弯曲了."

如果折射率是负的,会发生什么事情?Valentine先生解释到,"鱼的影像不会出现在它在水里真实位置的前方,它会出现在水表面之上. 这是很奇怪的事."

达到如此奇异的物质结构的关键是产生比目标光波波长更小的结构.Valentine先生的小组的目标光波波长是纤维光学中的一个范围,它非常接近可见光的波长范围.以往(使物质隐形)的方法专注于如何使用多层的原子达到目标,但多层的的原子被证明是很难的一起工作的.Valentine的小组采用新的方法,新方法用到了多层的设计并增加了层的厚度(不再是单原子),通过使用多层结构和其中打出的孔关结构达到了目标. 

他解释说:"我们所做的是将它增厚,我们称之为渔网."

另外一个小组使用氧化物样板去在有孔的铝的氧化物中产生纳米银线.线与线之间的距离小于可见光的波长.这物质通过折射光,在可见光范围内工作.

尽管他相信隐形不会真正的存在,Valentine先生说这两种技术可以很快就可达到在不可见光区隐形.他解释到:"无论如何,让物质隐形也许是就这些物质在将来的用途了.而无论你想用这物质隐形什么东西,你都不得不用它包裹着那物件.这样,它将让光弯曲.通过让光弯曲,物质就隐形了,你就看不到它了."

Zhang教授是相似的疯狂者,他说:"是什么让这种两种物质如此突出?是因为他们可以在可见光的波长范围内工作,且具有较低能量损耗.我们也已经找到一种新的方法去生产这些物质,那是颠覆先前的设计.因为先前的设计是基于物理学的共振理论. 以前产生的变形物质在可见光内需要以一定频率振动才能达到负折射率的效果,这将导致强烈的能量损耗.共振在这些物质中并不是必要的,无论是在纳米银线中还是要渔网中."

这项研究是由政府成立的,这是由于国防部对于为战士,飞机,战舰制造不可见的隐形衣有很大兴趣.

【本文翻译仅为外语学习及阅读目的,原文作者个人观点与译者及译言网无关】

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标签:科学,隐形,

本文共有4 条评论:

1楼 小武飞 评论于 2008-09-21 20:51:30

同意将"武士"改为"忍者".

2楼 ltryy 评论于 2008-09-22 19:29:05

negative refraction
这玩意实在是太深奥了,我上学时就想搞明白这个东西。

3楼 shelia 评论于 2008-09-28 11:28:47

so good !

4楼 huangjie1984 评论于 2009-05-06 10:39:18

辛苦了~

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