"अदृश्यता कैप्स" अभी भी अदृश्य हैं

"अदृश्यता के लबादे" की श्रृंखला में नवीनतम रोचेस्टर विश्वविद्यालय (1) में पैदा हुआ है, जो उपयुक्त ऑप्टिकल सिस्टम का उपयोग करता है। हालांकि, संशयवादी इसे किसी प्रकार की भ्रमपूर्ण चाल या विशेष प्रभाव कहते हैं, जिसमें एक चतुर लेंस प्रणाली प्रकाश को अपवर्तित करती है और पर्यवेक्षक की दृष्टि को धोखा देती है।

इसके पीछे कुछ बहुत उन्नत गणित है—वैज्ञानिकों को इसका उपयोग यह पता लगाने के लिए करना होगा कि दो लेंसों को कैसे स्थापित किया जाए ताकि प्रकाश को इस तरह से अपवर्तित किया जा सके कि वे सीधे अपने पीछे की वस्तु को छिपा सकें। यह समाधान न केवल सीधे लेंस को देखते समय काम करता है - 15 डिग्री या किसी अन्य का कोण पर्याप्त है।

1. रोचेस्टर विश्वविद्यालय से "अदृश्यता कैप"।

इसका उपयोग कारों में दर्पण या ऑपरेटिंग कमरे में अंधे धब्बे को खत्म करने के लिए किया जा सकता है, जिससे सर्जन अपने हाथों से देख सकते हैं। यह खुलासे की एक लंबी श्रृंखला में एक और है अदृश्य तकनीकजो हाल के वर्षों में हमारे पास आए हैं।

2012 में, हमने पहले ही अमेरिकी ड्यूक विश्वविद्यालय से "कैप ऑफ इनविजिबिलिटी" के बारे में सुना था। केवल सबसे जिज्ञासु ने पढ़ा कि यह माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम के एक छोटे से टुकड़े में एक छोटे सिलेंडर की अदृश्यता के बारे में था। एक साल पहले, ड्यूक के अधिकारियों ने सोनार स्टील्थ तकनीक पर सूचना दी थी जो कुछ हलकों में आशाजनक लग सकती है।

दुर्भाग्य से, यह था अदर्शन केवल एक निश्चित दृष्टिकोण से और एक संकीर्ण दायरे में, जिसने तकनीक को बहुत कम उपयोग किया। 2013 में, ड्यूक के अथक इंजीनियरों ने एक 3 डी प्रिंटेड डिवाइस का प्रस्ताव रखा, जो संरचना (2) में सूक्ष्म छिद्रों के साथ अंदर रखी गई वस्तु को छलावरण करता है। हालांकि, फिर से, यह तरंगों की एक सीमित सीमा में और केवल एक निश्चित दृष्टिकोण से हुआ।

इंटरनेट पर प्रकाशित तस्वीरों में, कनाडाई कंपनी हाइपरस्टील्थ का केप आशाजनक लग रहा था, जिसे 2012 में दिलचस्प नाम क्वांटम स्टील्थ (3) के तहत विज्ञापित किया गया था। दुर्भाग्य से, काम करने वाले प्रोटोटाइप का कभी प्रदर्शन नहीं किया गया है, न ही यह बताया गया है कि यह कैसे काम करता है। कंपनी सुरक्षा मुद्दों को कारण बताती है और गुप्त रूप से रिपोर्ट करती है कि वह सेना के लिए उत्पाद के गुप्त संस्करण तैयार कर रही है।

फ्रंट मॉनिटर, रियर कैमरा

पहला आधुनिकअदृश्यता टोपी» दस साल पहले जापानी इंजीनियर प्रो. टोक्यो विश्वविद्यालय से सुसुमु ताची। उन्होंने एक कोट पहने हुए एक आदमी के पीछे स्थित एक कैमरे का इस्तेमाल किया जो एक मॉनिटर भी था। रियर कैमरे से छवि उस पर प्रक्षेपित की गई थी। नकाबपोश आदमी "अदृश्य" था। इसी तरह की चाल का उपयोग पिछले दशक में बीएई सिस्टम्स (4) द्वारा पेश किए गए एडेप्टिव वाहन छलावरण उपकरण द्वारा किया जाता है।

यह टैंक के कवच पर "पीछे से" एक अवरक्त छवि प्रदर्शित करता है। ऐसी मशीन बस देखने वाले उपकरणों में नहीं देखी जाती है। वस्तुओं पर मुखौटा लगाने का विचार 2006 में आया। इंपीरियल कॉलेज लंदन के जॉन पेंड्री, ड्यूक विश्वविद्यालय के डेविड शूरिग और डेविड स्मिथ ने साइंस जर्नल में "ट्रांसफॉर्मेशन ऑप्टिक्स" के सिद्धांत को प्रकाशित किया और प्रस्तुत किया कि यह माइक्रोवेव के मामले में कैसे काम करता है (दृश्य प्रकाश की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य)।

2. तीन आयामों में मुद्रित एक "अदृश्यता टोपी"।

उपयुक्त मेटामटेरियल्स की मदद से, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग को इस तरह से मोड़ा जा सकता है कि वह आसपास की वस्तु को बायपास कर अपने वर्तमान पथ पर वापस आ जाए। माध्यम की सामान्य ऑप्टिकल प्रतिक्रिया को चिह्नित करने वाला पैरामीटर अपवर्तक सूचकांक है, जो यह निर्धारित करता है कि इस माध्यम में कितनी बार निर्वात की तुलना में धीमी गति से प्रकाश चलता है। हम इसे सापेक्ष विद्युत और चुंबकीय पारगम्यता के गुणनफल के मूल के रूप में परिकलित करते हैं।

सापेक्ष विद्युत पारगम्यता; निर्धारित करता है कि किसी दिए गए पदार्थ में विद्युत संपर्क बल कितनी बार निर्वात में अंतःक्रिया बल से कम है। इसलिए, यह इस बात का माप है कि किसी पदार्थ के भीतर विद्युत आवेश बाहरी विद्युत क्षेत्र पर कितनी दृढ़ता से प्रतिक्रिया करते हैं। अधिकांश पदार्थों में सकारात्मक पारगम्यता होती है, जिसका अर्थ है कि पदार्थ द्वारा परिवर्तित क्षेत्र का अभी भी बाहरी क्षेत्र के समान अर्थ है।

सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता एम निर्धारित करता है कि चुंबकीय क्षेत्र की तुलना में किसी दिए गए सामग्री से भरे स्थान में चुंबकीय क्षेत्र कैसे बदलता है, जो एक ही बाहरी चुंबकीय क्षेत्र स्रोत के साथ वैक्यूम में मौजूद होगा। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले सभी पदार्थों के लिए आपेक्षिक चुंबकीय पारगम्यता धनात्मक होती है। पारदर्शी मीडिया जैसे कांच या पानी के लिए, तीनों मात्राएँ धनात्मक होती हैं।

तब प्रकाश, निर्वात या वायु (वायु पैरामीटर केवल निर्वात से थोड़ा भिन्न होता है) से माध्यम में गुजरता है, अपवर्तन के नियम के अनुसार अपवर्तित होता है और अपवर्तन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या का अनुपात होता है इस माध्यम के लिए अपवर्तनांक के बराबर। मान शून्य से कम है; और m का अर्थ है कि माध्यम के अंदर के इलेक्ट्रॉन विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र द्वारा निर्मित बल के विपरीत दिशा में गति करते हैं।

धातुओं में ठीक ऐसा ही होता है, जिसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन गैस अपने स्वयं के दोलनों से गुजरती है। यदि विद्युत चुम्बकीय तरंग की आवृत्ति इलेक्ट्रॉनों के इन प्राकृतिक दोलनों की आवृत्ति से अधिक नहीं होती है, तो ये दोलन तरंग के विद्युत क्षेत्र को इतनी प्रभावी ढंग से स्क्रीन करते हैं कि वे इसे धातु में गहराई तक प्रवेश करने की अनुमति नहीं देते हैं और यहां तक ​​कि विपरीत दिशा में एक क्षेत्र भी बनाते हैं। बाहरी क्षेत्र को।

नतीजतन, ऐसी सामग्री की पारगम्यता नकारात्मक है। धातु में गहराई से प्रवेश करने में असमर्थ, विद्युत चुम्बकीय विकिरण धातु की सतह से परावर्तित होता है, और धातु स्वयं एक विशिष्ट चमक प्राप्त कर लेता है। क्या होगा यदि दोनों प्रकार की पारगम्यता नकारात्मक थी? यह सवाल 1967 में रूसी भौतिक विज्ञानी विक्टर वेसेलागो से पूछा गया था। यह पता चला है कि ऐसे माध्यम का अपवर्तनांक ऋणात्मक होता है और प्रकाश अपवर्तन के सामान्य नियम की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से अपवर्तित होता है।

5. एक मेटामेट्री की सतह पर नकारात्मक अपवर्तन - विज़ुअलाइज़ेशन

तब विद्युत चुम्बकीय तरंग की ऊर्जा को आगे स्थानांतरित किया जाता है, लेकिन विद्युत चुम्बकीय तरंग की मैक्सिमा विपरीत दिशा में आवेग के आकार और स्थानांतरित ऊर्जा के लिए चलती है। ऐसी सामग्री प्रकृति में मौजूद नहीं है (नकारात्मक चुंबकीय पारगम्यता वाले पदार्थ नहीं हैं)। केवल ऊपर उल्लिखित 2006 के प्रकाशन में और बाद के वर्षों में बनाए गए कई अन्य प्रकाशनों में, यह वर्णन करना संभव था और इसलिए, एक नकारात्मक अपवर्तक सूचकांक (5) के साथ कृत्रिम संरचनाओं का निर्माण करना संभव था।

उन्हें मेटामेट्रिक्स कहा जाता है। ग्रीक उपसर्ग "मेटा" का अर्थ है "बाद", यानी ये प्राकृतिक सामग्री से बने ढांचे हैं। मेटामटेरियल्स सामग्री के चुंबकीय या विद्युत गुणों की नकल करने वाले छोटे विद्युत परिपथों का निर्माण करके उन गुणों को प्राप्त करते हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। कई धातुओं में एक नकारात्मक विद्युत पारगम्यता होती है, इसलिए यह उन तत्वों के लिए जगह छोड़ने के लिए पर्याप्त है जो नकारात्मक चुंबकीय प्रतिक्रिया देते हैं।

एक सजातीय धातु के बजाय, घन ग्रिड के रूप में व्यवस्थित बहुत सारे पतले धातु के तारों को इन्सुलेट सामग्री की एक प्लेट से जोड़ा जाता है। तारों के व्यास और उनके बीच की दूरी को बदलकर, आवृत्ति मूल्यों को समायोजित करना संभव है जिस पर संरचना में नकारात्मक विद्युत पारगम्यता होगी। सबसे सरल मामले में नकारात्मक चुंबकीय पारगम्यता प्राप्त करने के लिए, डिजाइन में एक अच्छे कंडक्टर (उदाहरण के लिए, सोना, चांदी या तांबा) से बने दो टूटे हुए छल्ले होते हैं और दूसरी सामग्री की एक परत से अलग होते हैं।

इस तरह की प्रणाली को स्प्लिट रिंग रेज़ोनेटर कहा जाता है - अंग्रेजी से एसआरआर के रूप में संक्षिप्त। स्प्लिट-रिंग रेज़ोनेटर (6)। छल्लों में अंतराल और उनके बीच की दूरी के कारण, इसमें एक संधारित्र की तरह एक निश्चित समाई होती है, और चूंकि छल्ले प्रवाहकीय सामग्री से बने होते हैं, इसलिए इसका एक निश्चित अधिष्ठापन भी होता है, अर्थात। धाराएँ उत्पन्न करने की क्षमता।

विद्युत चुम्बकीय तरंग से बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण रिंगों में करंट प्रवाहित होता है, और यह करंट एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यह पता चला है कि एक उपयुक्त डिजाइन के साथ, सिस्टम द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र को बाहरी क्षेत्र के विपरीत निर्देशित किया जाता है। इसके परिणामस्वरूप ऐसे तत्वों वाली सामग्री की नकारात्मक चुंबकीय पारगम्यता होती है। मेटामटेरियल सिस्टम के मापदंडों को सेट करके, कोई व्यक्ति तरंग आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला में एक नकारात्मक चुंबकीय प्रतिक्रिया प्राप्त कर सकता है।

मेटा - बिल्डिंग

डिजाइनरों का सपना एक ऐसी प्रणाली का निर्माण करना है जिसमें तरंगें आदर्श रूप से वस्तु (7) के चारों ओर प्रवाहित हों। 2008 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के वैज्ञानिकों ने इतिहास में पहली बार त्रि-आयामी सामग्री बनाई, जिसमें दृश्य और निकट-अवरक्त प्रकाश के लिए एक नकारात्मक अपवर्तक सूचकांक है, जो प्रकाश को अपनी प्राकृतिक दिशा के विपरीत दिशा में झुकाता है। उन्होंने मैग्नीशियम फ्लोराइड के साथ चांदी को मिलाकर एक नया मेटामटेरियल बनाया।

फिर इसे लघु सुइयों से युक्त मैट्रिक्स में काट दिया जाता है। नकारात्मक अपवर्तन की घटना 1500 एनएम (इन्फ्रारेड के पास) की तरंग दैर्ध्य पर देखी गई है। 2010 की शुरुआत में, कार्लज़ूए इंस्टीट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी के टोलगा एर्गिन और इंपीरियल कॉलेज लंदन के सहयोगियों ने बनाया अदृश्य लाइट कर्टेन। शोधकर्ताओं ने बाजार में उपलब्ध सामग्री का इस्तेमाल किया।

उन्होंने एक सोने की प्लेट पर एक सूक्ष्म फलाव को कवर करने के लिए सतह पर रखे फोटोनिक क्रिस्टल का इस्तेमाल किया। तो विशेष लेंस से मेटामटेरियल बनाया गया था। प्लेट पर कूबड़ के विपरीत लेंस इस तरह से स्थित होते हैं कि, प्रकाश तरंगों के हिस्से को विक्षेपित करके, वे उभार पर प्रकाश के प्रकीर्णन को समाप्त कर देते हैं। एक माइक्रोस्कोप के तहत प्लेट का अवलोकन करके, दृश्य प्रकाश के करीब तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश का उपयोग करके, वैज्ञानिकों ने एक सपाट प्लेट देखी।

बाद में, ड्यूक यूनिवर्सिटी और इंपीरियल कॉलेज लंदन के शोधकर्ता माइक्रोवेव विकिरण का नकारात्मक प्रतिबिंब प्राप्त करने में सक्षम थे। इस प्रभाव को प्राप्त करने के लिए, मेटामटेरियल संरचना के अलग-अलग तत्व प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कम होना चाहिए। तो यह एक तकनीकी चुनौती है जिसके लिए बहुत छोटी मेटामटेरियल संरचनाओं के उत्पादन की आवश्यकता होती है जो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से मेल खाते हैं जिन्हें वे अपवर्तित करना चाहते हैं।

दृश्यमान प्रकाश (बैंगनी से लाल) की तरंग दैर्ध्य 380 से 780 नैनोमीटर (एक नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवाँ भाग) होता है। स्कॉटिश यूनिवर्सिटी ऑफ सेंट एंड्रयूज के नैनोटेक्नोलॉजिस्ट बचाव के लिए आए। उन्हें बेहद घनी जालीदार मेटामटेरियल की एक परत मिली। न्यू जर्नल ऑफ फिजिक्स के पृष्ठ लगभग 620 नैनोमीटर (नारंगी-लाल बत्ती) की तरंग दैर्ध्य को झुकने में सक्षम मेटाफ्लेक्स का वर्णन करते हैं।

2012 में, ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय में अमेरिकी शोधकर्ताओं के एक समूह ने माइक्रोवेव का उपयोग करके एक पूरी तरह से अलग तरकीब निकाली। 18 सेमी के व्यास वाले एक सिलेंडर को नकारात्मक प्रतिबाधा प्लाज्मा सामग्री के साथ लेपित किया गया था, जो गुणों के हेरफेर की अनुमति देता है। यदि इसमें छिपी हुई वस्तु के बिल्कुल विपरीत ऑप्टिकल गुण हैं, तो यह एक प्रकार का "नकारात्मक" बनाता है।

इस प्रकार, दो तरंगें ओवरलैप हो जाती हैं और वस्तु अदृश्य हो जाती है। नतीजतन, सामग्री तरंग की कई अलग-अलग आवृत्ति श्रेणियों को मोड़ सकती है ताकि वे वस्तु के चारों ओर प्रवाहित हों, इसके दूसरी तरफ परिवर्तित हो जाएं, जो बाहरी पर्यवेक्षक के लिए ध्यान देने योग्य नहीं हो सकता है। सैद्धांतिक अवधारणाएं बढ़ रही हैं।

लगभग एक दर्जन महीने पहले, एडवांस्ड ऑप्टिकल मैटेरियल्स ने सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा संभावित रूप से महत्वपूर्ण अध्ययन के बारे में एक लेख प्रकाशित किया था। कौन जानता है कि क्या वे मौजूदा प्रतिबंधों को दूर करने में विफल रहे "अदृश्य टोपी» मेटामटेरियल्स से निर्मित। उनके द्वारा प्रकाशित जानकारी के अनुसार, दृश्यमान प्रकाश सीमा में वस्तु का गायब होना संभव है।

7. किसी अदृश्य वस्तु पर प्रकाश को मोड़ने के सैद्धांतिक तरीके

देबाशीष चंदा और उनकी टीम त्रि-आयामी संरचना के साथ मेटामटेरियल के उपयोग का वर्णन करती है। तथाकथित के लिए धन्यवाद इसे प्राप्त करना संभव था। नैनोट्रांसफर प्रिंटिंग (एनटीपी), जो धातु-ढांकता हुआ टेप का उत्पादन करती है। अपवर्तक सूचकांक को नैनोइंजीनियरिंग विधियों द्वारा बदला जा सकता है। विद्युत चुम्बकीय अनुनाद विधि का उपयोग करके सामग्री की त्रि-आयामी सतह संरचना में प्रकाश प्रसार पथ को नियंत्रित किया जाना चाहिए।

वैज्ञानिक अपने निष्कर्षों में बहुत सतर्क हैं, लेकिन उनकी तकनीक के विवरण से यह बिल्कुल स्पष्ट है कि ऐसी सामग्री के कोटिंग्स विद्युत चुम्बकीय तरंगों को काफी हद तक विक्षेपित करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, जिस तरह से नई सामग्री प्राप्त की जाती है, वह बड़े क्षेत्रों के उत्पादन की अनुमति देता है, जिसके कारण कुछ ऐसे छलावरण में शामिल सेनानियों का सपना देखते हैं जो उन्हें प्रदान करेंगे अदर्शन पूरा, रडार से दिन के उजाले तक।

मेटामटेरियल्स या ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग करने वाले छुपाने वाले उपकरण वस्तुओं के वास्तविक गायब होने का कारण नहीं बनते हैं, लेकिन केवल उपकरणों का पता लगाने के लिए उनकी अदृश्यता, और जल्द ही, शायद, आंखों के लिए। हालांकि, पहले से ही अधिक कट्टरपंथी विचार हैं। नेशनल ताइवान त्सिंग हुआ विश्वविद्यालय के जेंग यी ली और रे-कुआंग ली ने क्वांटम "अदृश्यता की टोपी" की एक सैद्धांतिक अवधारणा का प्रस्ताव रखा जो न केवल देखने के क्षेत्र से, बल्कि वास्तविकता से भी वस्तुओं को हटा सकता है।

यह उसी तरह काम करेगा जैसा ऊपर चर्चा की गई थी, लेकिन मैक्सवेल के समीकरणों के बजाय श्रोडिंगर समीकरण का उपयोग किया जाएगा। बिंदु वस्तु के प्रायिकता क्षेत्र को इस प्रकार फैलाना है कि वह शून्य के बराबर हो जाए। सैद्धांतिक रूप से, यह सूक्ष्म स्तर पर संभव है। हालांकि, इस तरह के कवर के निर्माण की तकनीकी संभावनाओं की प्रतीक्षा करने में लंबा समय लगेगा। किसी तरह "अदृश्यता टोपी“यह कहा जा सकता है कि वह वास्तव में हमारे विचार से कुछ छिपा रही थी।