Működik a láthatatlanság

A Berkeley Egyetem kutatói azt állítják, hogy egy lépéssel közelebb kerültek a láthatatlansághoz. Most először fordult elő, hogy mesterséges anyagokkal sikerült háromdimenziós objektumokat láthatatlannál tenni. A módszer a fény eltérítése volt, amit korábban már sikerrel alkalmaztak kétdimenziós testeknél, de sokáig úgy gondolták, hogy háromdimenziós objektumoknál sosem lesz alkalmazható a technológia. A Xiang Zhang vezette kutatócsoport eredményeit a Nature and Science magazinban hozzák le még ezen a héten.

Elhajlik

Zhangék módszerének megértéséhez először a fényt kell vizsgálnunk: azért látunk dolgokat, mert a tárgyak szétszórják, elnyelik és visszaverik a fénysugarakat, ezt érzékeli a szemünk. Hogy a láthatóságot kivédjék, a kutatók hasonló módszerhez nyúltak, mint a lopakodó gépek esetében, csak most nem a radarhullámokat kell „lepattintani”, hanem a látható fényt elterelni, hogy az körbefolyja a testet.

Anyagukat fém és a nyomtatott áramkörökhöz felhasznált kerámia, teflon vagy szénszálas kompozitok alkotják. Ezek a látható fénysugarakkal úgy viselkednek, ahogyan egyetlen más anyag sem: arra késztethetik az adott hullámhosszúságú fényt, hogy megkerülje az anyaggal körülvett tárgyat, valahogy úgy, ahogy a víz körbefolyik egy sziklát.

A metaanyagokat nanométeres nagyságrendű alkotóelemekből rakják össze úgy, hogy ezek periodikusan ismétlődjenek. A részecskéknek kisebbnek kell lenniük az elektromágneses hullám hullámhosszánál, így az homogénnek érzékeli a metaanyagot, a struktúra bizonyos részecskéi viszont eltéríthetik a hullámot.

Egyszerűbben szólva: amíg a természetes anyagokról visszaverődik a fény, addig a metaanyagok eltérítik a fényt a tárgyról, így az elméletileg láthatatlanná válik.

A németországi Karlsruhe egyetemen kutató Gunnar Dolling ugyanakkor kételkedik a bejelentésében. Dolling korábban létrehozott kétdimenziós anyagot, amelynél a láthatatlanság a vörös és az infravörös tartományok határán működik. Szerinte a Berkeley azzal hibázott, hogy a más irányba terelt fény mérésére alapozza eredményét, holott ő már korábban kimutatta, hogy ez a módszer nem mutatja ki jól a metaanyagok valódi tulajdonságait.

Elméleti akadály nincs

Nem a mostani eredmény az első, amit a láthatatlanná válás útján elértek a kutatók. Az amerikai Duke Egyetem kutatói, David Schurig és David Smith legutóbbi kísérletükben egy rézgyűrűt igyekeztek láthatatlanná tenni úgy, hogy 1 centiméter magas, 12 centiméter kerületű koncentrikus metaanyaggyűrűkkel vették körül. A beérkező mikrohullámoknak elméletileg kevésbé kellene elnyelődniük vagy visszaverődniük a rézgyűrűről, mint akkor, ha a metaaanyag nem lenne ott. A kutatók számos helyen mérték a sugarak változását, és az eredmény megfelelt várakozásaiknak.

Akkor elmondták, hogy a kipróbáltnál sokkal bonyolultabb lenne egy a látható fényspektrumban működő eszközt készíteni, mivel egy ilyen szerkezetnek nemcsak egyetlen, hanem az összes hullámhosszon működnie kellene. Erre viszont halvány esélyt jósoltak, bár a kutatók elmondták, hogy elektromágnesességi szempontból a dolognak elméletileg nincs akadálya.

Két éve, 2006 májusában a londoni Imperial College fizikusa, John Pendry is biztató eredményeket jelentett a láthatatlanná tévő metaanyagról, és akkor azt mondta, "nemsokára" elkészül a viselőjét elrejtő kabát, bár azt is hozzátette, az anyag vastagsága miatt érdemesebb inkább pajzsról, mint kabátról beszélni. Pendry kísérleteit a láthatatlanság iránt érthető módon érdeklődést tanúsító Darpa, az amerikai hadügyminisztérium kutatóintézete szponzorálta, bár nagyobb áttörésről a mai napig nincs hír.

Redukálnának

2005-ben a Pennsylvaniai Egyetem kutatói, Andrea Alů és Nader Engheta arról elmélkedtek, hogy plazmoidpajzzsal kellene redukálni a fény szóródását, és így láthatatlanná tenni tárgyakat - ezt azonban csak amúgy is láthatatlan, mikroszkopikus méretű tárgyakkal látták megvalósíthatónak.

Két éve egy japán tudós, Susumu Tachi alkotta meg a láthatatlanná tévő kabátot, bár csalt egy kicsit. Tachi módszere az volt, hogy az alany mögött látható képet számítógéppel átalakította, és projektorral a kabátra vetítette, azt az illúziót keltve, hogy a kabát viselője láthatatlan, vagy legalábbis átlátszó. Ezt azonban ő maga sem nevezte láthatatlanságnak, csak az általa X'tal Visionnek nevezett technika által létrehozott "optikai kamuflázsnak".

Egészen más úton haladt a University of Maryland egyetem kutatócsapata Igor Szmoljaninov professzor vezetésével, amikor megalkotta az első, a látható fénytartományában is működő, láthatatlanná tevő szerkezetet .

A kifejlesztett technológia csak két dimenzióban és nagyon kis méretekben működött, és szintén a metaanyagot használt. A köpeny a beérkező fény egy részét visszatükrözte, így az álcázni kívánt tárgy nem volt teljesen láthatatlan, inkább üvegszerű lett. Akkor még úgy gondolták, hogy a technológia nem fog háromdimenziós tárgyaknál működni, ezért olyan fontos a most bejelentett áttörés.