浙大发明“隐身衣”
那件让哈利·波特在魔法学校自由穿梭的隐身衣,将不再只出现在虚拟世界中。近期,一则关于“隐身衣”的新闻引起极大关注。新华社11月1日报道:浙江大学研制出了六边形玻璃“隐身衣”,使铅笔、金鱼和猫成功隐形。记者从浙江大学“电磁波隐身衣机理及实验研究”项目团队了解到,根据用坐标变换方法设计隐身衣理论,“让光线像溪流绕过石头一样”,他们用普通玻璃制造出了隐身器具。
“奇迹”时刻
铅笔、金鱼和猫,都“不见了”
一个正六边体的柱状玻璃装置,边长5厘米,高度5厘米,正六边体的中心是一个孔洞。将正六边体放进装满水的透明鱼缸,透过正六边体,可以看到鱼缸另一侧的完整景物。用一支铅笔穿过正六边体中心的孔洞,神奇的事情发生了,铅笔插进正六边体孔洞的那段消失不见了——透过玻璃器具,依旧可以看到鱼缸另一侧的完整景物,就像没有插进铅笔时一样——铅笔的中间部位“隐身”了。
一条小金鱼游进了正六边体孔洞,突然消失“不见”了,鱼缸另一侧的背景没有发生任何变化。过了一会儿,小金鱼的头从孔洞里钻出来,它的身子还是看不见。金鱼慢慢地游了出来,它的身体逐渐呈现在大家面前。
另外一个个头更大的六边形玻璃装置里,蹲着一只小猫,从某个特定的角度看过去,小猫突然“消失”了。
这是发生在浙江大学信电系实验室里的一幕,两个玻璃装置就是浙江大学国际电磁科学院陈红胜教授团队最新研制的“隐身衣”。陈红胜说:“这几项实验意味着,隐身器件不仅能隐藏像猫、鱼这样大的物体,生物还能和隐身器件一起活动,隐身效果不会受到影响。 ”
研究“魔法斗篷”6年前已被解密
其实,早在6年前,陈红胜就开始“隐身衣”研究了。
2007年,陈红胜与美国麻省理工学院合作完成的论文“电磁波与隐身衣的交互机理研究”,刊登在物理学顶级学术刊物《物理评论快报》上。
论文首次解释了隐身衣的物理机制,提出了对隐形效果定量分析的理论框架,这项成果对隐身衣的设计起到重要的指导作用。
以报道国际最新科研成果著称的知名科技网站“全球科学新闻网”,以《科学家解释了隐身衣背后的物理机制》为标题,详细报道了这项研究成果,并对陈红胜进行了专访。
原理 让光线像溪流一样绕过石头
想要使物体“隐身”看不见,就要先明白物体为什么能看见。
按照“电磁波隐身衣机理及实验研究”项目团队的介绍,当电磁波照射到物体上时,会在物体上发生散射。散射的电磁波被人眼等“感应器”接收后,就能发现那里存在物体。“目前现实中应用的隐身技术,比如隐形飞机,主要是通过吸收雷达发生的电磁波,使得反射回去的电磁波最小或者等于零,从而使雷达感觉不到,但这种技术并不是真正的隐身。 ”陈红胜说。
2006年,英国帝国理工学院的约翰·彭德里等在《科学》杂志上发表文章,提出了利用坐标变换的方法设计隐身衣,既不反射也不吸收电磁波,而是使电磁波能够绕过被隐身的区域,按照原来的方向传播,从而可以使物体完全隐形。这是隐身衣设计的“殿堂级”理论,奠定了隐身衣研究的理论体系。它的核心思想是,通过材料表面折射率的改造,让光线“转弯”绕过物体按原方向传播,就能将物体隐藏。“小溪里有一块石头,溪流会在石头前分流,绕过石头后再合拢了继续向前,就像没有遇到过石头一样。”浙江大学的研究团队要做的,就是让光线像溪流一样绕过石头。
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