Posts Tagged ‘star trek’

h1

Ο μανδύας αορατότητας είναι εφικτός σήμερα

Νοέμβριος 21, 2008

Φτάσαμε στο τελευταίο σκαλοπάτι της αναζήτησης ενός μανδύα αορατότητας, σαν εκείνο που χρησιμοποιεί ο Harry Potter: σε μια μέθοδο στρέβλωσης της γεωμετρίας του χώρου ώστε το φως από οποιαδήποτε κατεύθυνση να ταξιδεύει γύρω από το αντικείμενο, αντί να το χτυπά.

Από το στιγμή που δεν μπορεί να αλληλεπιδράσει με το φως, το κρυμμένο αντικείμενο γίνεται επομένως αόρατο, δείχνει μια πρόσφατη μελέτη.

Αυτό το συμπέρασμα ακολουθεί τα χνάρια πολυάριθμων αντίστοιχων συμπερασμάτων στο ζήτημα της αορατότητας, με το καθένα να υπόσχεται πως βρισκόμαστε ένα βήμα πιο κοντά στους μαγικούς μανδύες ή στις ασπίδες προστασίας του Star Trek.

Όμως, πόσο αληθινή είναι η πιθανότητα ανακάλυψης μιας συσκευής αορατότητας; Βρίσκεται λίγα χρόνια, λίγες δεκαετίες ή μήπως μια χιλιετία μακριά μας; Ακόμα και ο συγγραφέας αυτής της πιο πρόσφατης μελέτης δεν δείχνει την διάθεση να κάνει κάποια πρόβλεψη.

«Πιστεύω πως είναι ζήτημα θέλησης και οικονομικών πόρων που θα διοχετευτούν στον συγκεκριμένο ερευνητικό τομέα», λέει ο Ulf Leonhardt, καθηγητής στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης.

Η πρόσφατη μελέτη του Leonhardt, η οποία θα δημοσιευτεί σύντομα στο επιστημονικό περιοδικό Science, είναι ένας θεωρητικός υπολογισμός των ιδιοτήτων στρέβλωσης του φωτός που απαιτούνται για ένα καινούριο είδος μανδύα αορατότητας.

Τα επιστημονικά δεδομένα πίσω από τη μελέτη του δεν είναι καινούρια. «Όταν κοιτάζετε ένα ψάρι [μέσα στο ενυδρείο] αυτό δεν βρίσκεται πραγματικά εκεί που φαίνεται», λέει ο Leonhardt.

Αυτό οφείλεται στο ότι ο εγκέφαλός μας επιμένει να βλέπει το φως ως κάτι που έχει ταξιδέψει σε ευθεία γραμμή, όταν στην πραγματικότητα το νερό το έχει στρεβλώσει.

Το γυαλί κάνει ακριβώς το ίδιο πράγμα, γι’ αυτό και οι φακοί των τηλεσκοπίων κάνουν τα αντικείμενα να φαίνονται σε πιο κοντινή απόσταση.

Ένας μανδύας αορατότητας απλά θα αντέγραφε αυτήν την διαδικασία με πιο εξειδικευμένο τρόπο, λέει ο Leonhardt, ο οποίος συνυπογράφει τη μελέτη μαζί με τον Tomas Tyc του Πανεπιστημίου St Andrews της Μεγάλης Βρετανίας.

Επιστημονική φαντασία

Μέχρι τις αρχές του 2005, η αορατότητα ήταν καθαρή επιστημονική φαντασία.

Οι πρώτες μελέτες υπολόγισαν την οπτικές ιδιότητες που απαιτούνται για να λειτουργήσει ένας μανδύας αορατότητας, για ένα και μοναδικό χρώμα φωτός.

Μία περιλάμβανε την «πλασμοδική προστασία» – ένα κάλυμμα που θα απέτρεπε από το φως να ανακλαστεί σε ένα μικρό αντικείμενο, κάντοντάς το να μοιάζει τόσο μικρό ώστε να εξαφανίζεται.

Το 2006 ακόμη περισσότερες μελέτες – ανάμεσα στις οποίες και μία του Leonhardt – έδειξαν τον τρόπο στρέβλωσης του φωτός γύρω από ένα αντικείμενο, ώστε το αντικείμενο να φαίνεται σαν να μην υπάρχει. Αυτή η μέθοδος, παρόλα αυτά, μπορούσε να λειτουργήσει μόνο για ένα και μοναδικό μήκος κύμματος ή χρώματος του φωτός.

Αργότερα την ίδια χρονιά μια ομάδα, στην οποία μετείχε ο David Schurig από το State University της Βόρειας Καρολίνα, κατασκεύασαν ένα μανδύα που έκανε ένα αντικείμενο αόρατο στα μικροκύμματα.

Το 2007 μία ομάδα από το Purdue University δημοσίευσε μία μελέτη που έδειχνε πώς μπορεί κάποιος να κάνει ένα αντικείμενο αόρατο κάτω από το ορατό φως και το 2008 η ομάδα του Steven Cummer του Duke University υπολόγισε πώς μπορεί να γίνει κάτι ανάλογο με τα ηχητικά κύμματα.

«Εφικτό σήμερα»

Οι μανδύες αορατότητας είναι «εφικτοί σήμερα», λέει η νέα μελέτη του Leonhardt. «Αυτό είναι το τελικό συμπέρασμα.»

Ο Steven Cummer του Duke University είναι ένας καθηγητής μηχανολογίας που δεν συμμετείχε, όμως, σε αυτή τη νέα μελέτη.

Ο Leonhardt με ορισμένους συναδέλφους του έκαναν μια σημαντική πρόοδο, είπε, επειδή στο παρελθόν τα σχέδια αορατότητας λειτουργούσαν μόνο σε ένα και μοναδικό χρώμα φωτός.

Όμως και πάλι πρόκειται για έναν μανδύα με ελαττώματα, πρόσθεσε.

Ένα πρόβλημα, δήλωσε, είναι ότι το φάσμα του φωτός αλλάζει όταν περνά μέσα από τον μανδύα.

«Αυτό σημαίνει ότι το φως έχει διασπαστεί λιγάκι καθώς διασχίζει τον μανδύα. Αυτό δεν είναι η τέλεια αορατότητα, αλλά μπορεί να λειτουργήσει σε μερικές εφαρμογές.»

Ο Schurig από το State University της Βόρειας Καρολίνα βλέπει το ίδιο πρόβλημα.

«Τίποτα που βρίσκεται στο σύμπαν μας δεν μπορεί να παραμείνει εντελώς ανεξιχνίαστο», δήλωσε μέσω email.

«Κάθε σχέδιο αορατότητας έχει ένα τρωτό σημείο.»

Για παράδειγμα, ο μανδύας δεν μπορεί να είναι κάποιο ένδυμα. Πρέπει να είναι μεγαλύτερο από αυτό που κρύβει – ένα σημαντικό πρόβλημα όταν προσπαθεί κάποιος να κρύψει ένα αεροπλάνο.

Ούτε μπορούν οι μανδύες που επικαλούνται οι υπολογισμοί του Leonhardt να είναι απλές σφαίρες ή κύλινδροι.

«Τα σχήματα είναι εντελώς τρελά», είπε ο Cummer από το Duke University.

«Αυτό κατά πάσα πιθανότητα κάνει την κατασκευή τους πιο δύσκολη. Ειλικρινά, πιστεύω ότι θα δούμε έναν μονόχρωμο ‘παραδοσιακό’ μανδύα πριν δούμε ένα πολύχρωμο μανδύα με βάση αυτήν την προσέγγιση.»

«Όμως σίγουρα είναι πολύτιμο να έχουμε μια συνταγή για έναν ατελή, πολύχρωμο μανδύα.»

Ο Schurig πρόσθεσε ότι τα περίπλοκα σχέδια μπορεί να αποδειχτούν δύσκολα στην κατασκευή τους.

Από μηχανολογικής άποψης, είπε, «το εύρος των παραμέτρων είναι πολύ δύσκολο αν όχι ακατόρθωτο. Θεωρητικά αυτός ο μανδύας θα μπορούσε να είναι ευρυζωνικός, αλλά είναι πιθανό να είναι αδύνατη η φυσική εφαρμογή του.»

Περισσότερο ορατό, όχι λιγότερο ορατό

Κατά ένα ειρωνικό τρόπο, οι πρώτες εφαρμογές της τεχνολογίας αορατότητας μπορεί να κάνουν τα αντικείμενα περισσότερα ορατά, αντί για λιγότερο ορατά.

Κι αυτό, επειδή οι ίδιες ιδιότητες στρέβλωσης του φωτός που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν μια ασπίδα αορατότητας μπορούν επίσης να λειτουργήσουν και αντίστροφα.

Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την μέθοδο για να δημιουργήσουν οτιδήποτε – από καλύτερους ανακλαστήρες φωτός για τους νυχτερινούς ποδηλάτες μέχρι φάρους καθοδήγησης για τους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά.

Σε πιο ακραίο επίπεδο, η μέθοδος μπορεί επίσης να βελτιώσει τη μετάδοση των επικοινωνιών ανάμεσα σε ασύρματες συσκευές, όπως είναι τα κινητά τηλέφωνα και οι ασύρματοι servers.

Πηγή: National Geographic

Advertisements