風靡世界的《哈利·波特》中,主人公利用隱形斗篷參與一系列瘋狂冒險,讓人們羨慕不已。最近,美英科學家組成的研究小組研制成功一種“隱形斗篷”,使人們看到了科幻世界中魔法變成現實的希望。
在科學家開展的這次實驗中,微波和其他波在掃過被“斗篷”遮蓋的銅柱時沒有探測到任何東西。整個過程就像水流經過一塊圓滑的巖石,當水遇到這塊巖石時會發生分流,但經過巖石后仍然匯流到一起,而在下游的人則難以從水流中發現它已經經過巖石的痕跡。當然.“隱形斗篷”現在還稱不上完美無缺。不過這只是一個開始.而且它已經出色地讓一個銅柱達到了隱形的效果。
與這種“斗篷”的“隱形”原理不同,軍事稱謂中的所謂“隱形戰斗機”的隱形技術,并不能讓物體真正隱形,它只是通過減少雷達可以探測到的戰機橫截面而降低暴露的風險。
關聯社評論說,這一成果可能為軍事領域帶來廣闊前景。
像水流過圓滑的石頭
“隱形斗篷”不同于隱形技術,后者并不是讓飛機變得看不見,而是減小雷達波反射的橫截面,使得雷達難以跟蹤飛機的軌跡。“隱形斗篷”只是讓雷達波或其他形式的波繞過物體,就像物體根本不存在一樣,這和溪水流過光滑的石頭是一個道理。這個領域的研究工作為更好地實現隱形指明了方向,即讓人或物體在有可見光照射的情況下不被發現。
“隱形斗篷”的設計者戴維·舒里希曾說,從理論上講,讓人或物體在有可見光照射的情況下實現隱形還是很有可能的。就在舒里希和他的同事提出這一理論5個月后,給銅柱披上“斗篷”,讓它不被微波發現的技術就問世了。不過,最初研制出的能夠發揮作用的“隱形斗篷”只是二維的,會投下一小塊陰影。下一步是研制三維的“隱形斗篷”,從而讓陰影徹底消失。
“隱形斗篷”是由超材料——由金屬和電路板等多種材料制成,其中可能包括陶瓷、特氟隆或纖維合成物等。事實上,這種處理方法讓微波繞過物體,從而實現了物體的隱形。研究人員解釋說,水在流經石頭后,會重新匯合到一起,在下游觀看水流的人們不會知道水曾經流過石頭。
“隱形斗篷”針對的是輻射波的特定頻段。比如這次研制出的“隱形斗篷”針對的是微波,監測微波的人不能判斷出微波曾經過一個物體。研究人員希望在光波經過物體時也能達到同樣的效果。
五年后可以讓坦克“消失”
“隱形斗篷”并不是魔法,它需要借助一種新材料——元材料,這種材料可以避開光、雷達以及其他各種微波的探測。
研究人員表示,制造“隱形斗篷”裝置的關鍵就在于如何制造那種不同尋常的原料。元材料本身對光波和其他電磁波具有反射功能,而自然物質卻沒有。不過,他們有信心在未來5年內制造出完整的“隱形斗篷”。“最多五年,大家就會看到這種技術的實際應用——對于飛機來說這種裝置可能太重,而讓一棟大樓隱身還很困難,因此令一輛坦克‘消失’就最合適不過了。”
將“斗篷”應用在光波領域
“隱形斗篷”不僅能使物體隱形,其巧妙躲避微波探測的原理同樣也為其他領域的應用帶來了可能。
科學家正試圖將微波應用在光波領域。與舒里希共同開發這一“斗篷”的設計師戴維·史密斯解釋說,最理想的“斗篷”狀態是做到使物體變成完全透明。“這次實驗初步成功證明了斗篷覆蓋原理的可行性。”他說,“我們現在需要做的是進一步完善‘斗篷’的結構。”由于“斗篷”研發尚未完善,這次實驗物體還是保留了一些反射和陰影,實驗的理想目標是讓斗篷能選擇性地反射并且不留陰影。
除了使物體隱形,“斗篷”能使電磁波發生偏離的原理還能應用在其他領域,例如可以保護敏感電子裝置免受有害射線干擾。史密斯大膽地推測說,這一避開微波的原理如果有朝一日應用在聲波領域,甚至可能實現“保護地區免受地震波的危害”。
很多科學家聞聽這項研究的成果后,大加贊揚:這是一項偉大的成就。令人吃驚的是,它的原理如此簡單,效果卻如此不同尋常。
期待進一步完善
研究人員說:“在理想狀態下,斗篷是透明的。我們在現階段還沒有研制出一種完美無缺的斗篷,因此還是存在一些反射和陰影,也就是說還是看得見背景,只不過背景顯得有些模糊。”“在理想的狀態下,反射量幾乎可以忽略不計,而且根本就不會有任何陰影。第一次試驗的結果證明,這樣做是可行的,我們現在只需改進它的性能。”
史密斯對這次研究的“隱形斗篷”并不十分滿意,“它還有很多缺點需要改進”:
1.在《哈利波特》中,波特的隱形斗篷十分輕巧,能夠被裝在外套的口袋里,但真實版的“隱形斗篷”占的地方多得多;
2隱形效果只對特殊范圍的波長有作用,只能在小范圍內發揮效果;
3.研究人員還不能確定隱身效果可持續多長時間;
4.防護罩可用于覆蓋任何形狀的物體,但不能移動,因為移動的物體會破壞隱形效果。
研究人員將針對以上的缺點進行改進,提出下一步的計劃是開發三維“隱形”,并且徹底消除陰影。