Новейшие инновации

Наука за гранью реальности — плащи-невидимки

Jason Johnson Freelance writer and editor

Невидимость — явление, при котором объект становится полностью прозрачным и неразличимым для зрения — всегда считалось чем-то из области фантастики. Обычно она характерна для призраков в средневековых романах, стен комнат в видеоиграх и молодых волшебников в фильмах. Тем не менее, это явление гораздо реальнее волшебных колец и магической пыльцы.

Плащи-невидимки уже стали предметом серьезных научных обсуждений, и ученые считают, что существуют способы воплотить эту концепцию в реальность (правда, пока только в теории). То, что всегда считалось невозможным, может оказаться всего лишь трудновыполнимым.

the-science-behind-real-life-invisibility-cloaks_2

«Невидимость подразумевает, что объект становится полностью прозрачным при видимом освещении, а не просто замаскированным или скрытым», — объясняет Андрэа Алю (Andrea Alù), доцент технических наук Техасского университета, исследующий нетипичное поведение радиоволн и света.

Алю говорит, что существует множество вариантов мнимой невидимости, в основе которой лежит иллюзия.

Например, ученые из Рочестерского университета создали специальные линзы, которые позволяют некоторым специалистам (в частности, оперирующим хирургам), видеть сквозь тыльную сторону своих рук так, как если бы на них были надеты рентгеновские очки. В действительности это иллюзия, создаваемая сложной системой правильно расположенных зеркал.

the-science-behind-real-life-invisibility-cloaks_3

В 2012 году концерн Mercedes профинансировал разработку технологии маскировки, позволявшую, по сути, скрывать автомобили от глаз. Принцип этой маскировки заключался в использовании камер, которые снимали объекты, находящиеся позади автомобиля, и проецировали изображение на экран, установленный перед автомобилем. В результате автомобиль казался прозрачным, как стекло.

the-science-behind-real-life-invisibility-cloaks_4

Алю говорит, что подобный камуфляж используют некоторые морские животные (например, осьминоги). Они «сканируют» морское дно и проецируют полученные цвета и узоры на свою кожу. Впечатляет, но факт остается фактом: это просто ловкость рук (или щупалец, если мы говорим об осьминогах).

Вместо оптических иллюзий Алю предлагает использовать «покрывающий» материал с необычными свойствами, которые делают его поистине невидимым. Представьте себе человека, одетого в гипотетически невидимый водолазный костюм и не отбрасывающего тени, потому что солнечные лучи плавно «обходят» его тело и ноги, а не отражаются от них.

Но свет не имеет таких свойств.

«Единственный способ выйти за границы научных законов – использовать активные плащи», — говорит Алю.

Это может показаться сложным, но активный плащ создается из ткани, окрашенной специальными созданными вручную красками и насыщенной молекулами (так называемыми «метаматериалами»), которые направляют лучи света в обход объекта. Это то же самое, что ехать по объездной дороге вместо основной трассы.

the-science-behind-real-life-invisibility-cloaks_5

Такая тактика позволяет делать объекты по-настоящему невидимыми, но в то же время она имеет парадоксальные побочные эффекты. Поскольку свет будет проходить не сквозь объект, а вокруг него (например, вокруг вашего невидимого дома), это займет больше времени, и возникнет странный эффект задержки. Вам будет казаться, что время течет с разной скоростью.

Например, если вы встанете на бордюр лицом к дому, все окружение невидимого дома будет выглядеть как обычно. Облака в небе будут плыть с обычной скоростью, и деревья будут раскачиваться как всегда.

Однако в прозрачном прямоугольнике, где находится ваш невидимый дом, время будет идти заметно медленнее, с задержкой более нескольких секунд.

«По сути, мы пытаемся побороть несколько фундаментальных законов физики», — говорит Алю. Как следствие, сделать объекты прозрачными на законных основаниях будет невероятно трудно. «Это выполнимо. Мы делаем то же самое с радиоволнами. Но это очень долгий процесс», — говорит он.

Так почему же мы до сих пор не носим плащи-невидимки?

Скорее всего, потому, что метаматериалы (или, говоря научным языком, флуоресценты) действуют только в течение очень короткого промежутка времени. В условиях современных лабораторий пока удается сделать невидимыми лишь крошечные объекты не больше пылинки или блохи.

По словам Алю, может потребоваться сто лет кропотливой работы, но однажды наступит день, когда мы сможем скрыться под плащом-невидимкой.

А ученые тем временем могут заняться летающими метлами.

Поделиться этой статьей

Другие темы

Мода

Читать эту статью следующей