Τεχνολογία του αόρατου

 

To 2007 μια ομάδα μηχανικών κατέπληξε τον κόσμο, αναπτύσσοντας τις βάσεις της τεχνολογίας που απαιτείται για να κατασκευαστεί ένας μανδύας που θα κάνει αόρατο ό,τι καλύπτεται απ' αυτόν. Τώρα, ερευνητές δημιουργούν στο εργαστήριο απίστευτα υλικά που μπορούν να κρύψουν αντικείμενα από σχεδόν οτιδήποτε ταξιδεύει ως κύμα, όπως το φως, ο ήχος, ακόμα και η ύλη στο υποατομικό επίπεδο.

Οπως τονίζει ο μηχανικός Ξιάνγκ Ζανγκ, του πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ, «μπορούμε να σχεδιάσουμε υλικά με ιδιότητες που δεν υπάρχουν στη φύση». Αυτά τα υλικά, γνωστά και ως μεταϋλικά, αποκτούν τις ασυνήθιστες ιδιότητές τους από το μέγεθος και το σχήμα τους, όχι από τη χημική τους σύνθεση. Εξαιτίας του τρόπου που συντίθενται μπορούν να ανακατευθύνουν τα κύματα, είτε πρόκειται για κύματα φωτός, είτε ήχου, είτε ακόμα και νερού, μακριά από ένα αντικείμενο που περιβάλλουν. Για να γίνει κάτι αόρατο στα κύματα, τοποθετούνται ομόκεντροι δακτύλιοι του μεταϋλικού, γύρω από το αντικείμενο που πρέπει να αποκρυφτεί. Μικρές δομές σαν βρόχοι ή κύλινδροι μέσα στους δακτύλιους εκτρέπουν τα εισερχόμενα κύματα γύρω από το αντικείμενο, εμποδίζοντας τόσο την αντανάκλαση, όσο και την απορρόφηση των κυμάτων. Τα κύματα ξανασυναντιούνται στην άλλη άκρη του αντικειμένου, εμφανιζόμενα όπως αν δεν υπήρχε το αντικείμενο. Αυτό σημαίνει ότι αν π.χ. πρόκειται για κύματα φωτός, ο παρατηρητής θα βλέπει στη θέση του αντικειμένου ό,τι υπάρχει πίσω του, δηλαδή το αντικείμενο θα είναι αόρατο γι' αυτόν.

Ο πρώτος αόρατος μανδύας που σχεδιάστηκε από τους μηχανικούς του πανεπιστημίου Ντιουκ και το Ιμπίριαλ Κόλετζ του Λονδίνου, λειτουργούσε μόνο για μια στενή λωρίδα μικροκυμάτων μέσα στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Ο Ζιανγκ και οι συνάδελφοί του ανέπτυξαν μεταϋλικά που μπορούν να εκτρέπουν το ορατό φως, επίτευγμα πολύ πιο δύσκολο, επειδή τα κύματα ορατού φωτός έχουν πολύ μικρότερο μήκος, κάτω από 700 νανόμετρα (δισεκατομμυριοστά του μέτρου). Αυτό σημαίνει ότι οι μηχανικοί χρειάστηκε να εφεύρουν συστατικά στοιχεία απόκρυψης μεγέθους μόλις μερικών δεκάδων νανόμετρων.

Τον περασμένο Μάρτη, φυσικοί του πολυτεχνικού πανεπιστημίου της Βαλένθια στην Ισπανία, παρουσίασαν ένα σχέδιο που θα μπορούσε να αποκρύψει τα υποβρύχια από τα κύματα των σόναρ (ηχοβολιστικά). Το Σεπτέμβρη του ίδιου χρόνου Γάλλοι και Βρετανοί φυσικοί παρουσίασαν ένα σχέδιο για την προστασία εξεδρών άντλησης πετρελαίου, ακόμα και μικρών νησιών, από τα μεγάλα και επικίνδυνα ωκεάνια κύματα. Το σύστημα αυτό θα προκαλούσε την εκτροπή των κυμάτων π.χ. γύρω από τους πλωτήρες μιας εξέδρας, με τα κύματα να συνεχίζουν τη διαδρομή τους πίσω απ' αυτούς σαν μην τους συνάντησαν ποτέ!

Μια από τις πιο παράξενες εφαρμογές της νέας τεχνολογίας είναι αυτή που περιέγραψε ο Σουάνγκ Ζανγκ, μέλος της ομάδας του Ξιάνγκ Ζανγκ, και αφορά τον μανδύα εκτροπής ύλης! Τα υποατομικά σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, επιδεικνύουν χαρακτηριστικά κύματος και ο Σουάνγκ έδειξε πως μεταϋλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτρέψουν τα ατομικά κύματα με τον ίδιο τρόπο όπως τα φωτεινά κύματα.

Σε μια πιο πρόσφατη εξέλιξη, ομάδα ερευνητών ανακοίνωσε ότι κατασκεύασε λογισμικό που επιτρέπει με πολύ πιο εύκολο τρόπο τη σχεδίαση μεταϋλικών κατάλληλων για την εκτροπή διαφόρων ειδών και συχνοτήτων κυμάτων. Με μια τέτοια δυνατότητα η εξέλιξη σε αυτή τη νέα τεχνολογία αναμένεται να γίνει ακόμα πιο γοργή.

Είναι περιττό να επισημανθεί ότι οι πρώτοι ενδιαφερόμενοι για τα μεταϋλικά και τους αόρατους μανδύες είναι οι στρατοί των ιμπεριαλιστικών χωρών και σε πολλές περιπτώσεις οι σχετικές έρευνες χρηματοδοτούνται από ειδικά προγράμματα των υπουργείων Αμυνας.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Discover»