«Πλασμονικός μανδύας» εξαφανίζει τρισδιάστατα αντικείμενα
Τον πρώτο μανδύα που μπορεί να εξαφανίσει τρισδιάστατα αντικείμενα, κατασκεύασαν ερευνητές του πανεπιστημίου του Τέξας (Όστιν), με επικεφαλής τον καθηγητή Αντρέα Αλού.
Οι επιστήμονες, που δημοσίευσαν τα αποτελέσματα των εργασιών τους στο περιοδικό του Ινστιτούτου Φυσικής και της Γερμανικής Φυσικής Εταιρείας «New Journal of Physics», κατάφεραν να αποκρύψουν από τους παρατηρητές από κάθε δυνατή οπτική γωνία, ένα μεγάλο τρισδιάστατο αντικείμενο.
Αυτό συμβαίνει για πρώτη φορά, καθώς μέχρι σήμερα, ανάλογα αποτελέσματα είχαν επιτευχθεί μόνο για δισδιάστατα αντικείμενα ή σε τρισδιάστατα αντικείμενα, αλλά μόνο από μία συγκεκριμένη οπτική γωνία.
Αντίθετα, ο νέος μανδύας εξαφανίζει ένα κοινό αντικείμενο στο φυσικό περιβάλλον του, όποια θέση και αν έχει ο παρατηρητής σε σχέση με το αντικείμενο. Σημειώνεται, ωστόσο πως ο μανδύας έχει εφαρμογή μόνο στο τμήμα μικροκυμάτων του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και όχι στο κοινό φως που γίνεται αντιληπτό από τα μάτια μόνο σε υψηλότερες συχνότητες.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τη νέα τεχνολογία της λεγόμενης «πλασμονικής» απόκρυψης για να εξαφανίσουν από την κοινή θέα ένα κυλινδρικό σωλήνα μήκους 18 εκατοστών.
Η νέα τεχνική βασίζεται σε ένα νέο είδος τεχνητών υλικών, στα λεγόμενα πλασμονικά μετα-υλικά, τα οποία αποτελούν ένα συνδυασμό μετάλλων και μη αγώγιμων συνθετικών υλικών, αποτελούμενα από μικροσκοπικές νανο-δομές, οι οποίες είναι πολύ μικρότερες από το μήκος κύματος του φωτός που πέφτει πάνω τους.
Τα αντικείμενα γίνονται ορατά γιατί το φως αντανακλά σε αυτά και καταλήγει στα μάτια μας. Τα πλασμονικά μετα-υλικά έχουν το αντίθετο αποτέλεσμα από τα καθημερινά υλικά σχετικά με την αντανάκλαση του φωτός.
Ειδικότερα, τα πεδία του σκεδασμένου φωτός από τον εξωτερικό μανδύα και από το ίδιο το αντικείμενο αλληλοεξουδετερώνονται και το τελικό αποτέλεσμα είναι τα αντικείμενα να γίνονται αόρατα.
Τα πλασμονικά μετα-υλικά θεωρούνται ανώτερα από τα λεγόμενα «μετα-υλικά μετασχηματισμού», στα οποία έχουν στηριχθεί ως τώρα τα περισσότερα πειράματα με μανδύες αορατότητας και τα οποία έχουν την ικανότητα να αναγκάζουν το φως να «καμπυλώνει» γύρω από τα αντικείμενα.
Στο νέο πείραμα, ένας κυλινδρικός σωλήνας καλύφθηκε με ένα εξωτερικό στρώμα πλασμονικού μετα-υλικού και με αυτό τον τρόπο αποκρύφτηκε από τους παρατηρητές. Οι δοκιμές έδειξαν ότι η καλύτερη εξαφάνιση κατέστη εφικτή, όταν τα προσπίπτοντα μικροκύματα είχαν συχνότητα 3,1 gigahertz.
Η επόμενη πρόκληση για τους ερευνητές είναι ο πλασμονικός μανδύας να λειτουργήσει όχι μόνο με μικροκύματα, αλλά και με το ορατό φως. Ήδη μερικά πλασμονικά μετα-υλικά είναι φυσικά διαθέσιμα σε οπτικές συχνότητες, όμως, σύμφωνα με τους ερευνητές, τα αόρατα αντικείμενα θα ήταν πολύ μικρά.
