WRÓĆ DO STRONY
GŁÓWNEJ
Nauka

Przenośne pudełko niewidzialności na tajne drobiazgi

Choć nie dorównuje magicznym pelerynom-niewidkom, naukowcy zaprezentowali urządzenie, w którym małe obiekty optycznie znikną wskutek zakrzywienia światła.

Grupa badaczy z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) w Niemczech skonstruowała przenośną osłonę-niewidkę z materiału rozpraszającego światło. Wynalazek, zaginając trasę światła, jest w stanie ukrywać przed naszym wzrokiem niewielkie przedmioty. Normalnie fotony poruszają się po łuku, luźno opływając obiekt; powoduje to, że obiekt przesłania źródło światła i rzuca cień. Zespół, któremu przewodzi Robert Schittny, zdołał tę trasę zmodyfikować tak, aby po ominięciu ciała była identyczna, zupełnie jak gdyby światło przeniknęło przez obiekt.

Chcąc sprawić, że obiekt optycznie zniknie przez zmianę kierunku światła, naukowcy najpierw musieli opracować sposób na zrekompensowanie jego wydłużonej trasy. Zazwyczaj w podróży, by w takim samym czasie dotrzeć do celu, można wyrównać sobie nadłożenie drogi zwiększeniem prędkości. Światło stanowi większe wyzwanie – ogranicza je teoria względności mówiąca, że jego prędkość w próżni jest stała i nie można jej zwiększyć. Aby ominąć tę przeszkodę, naukowcy z KIT potrzebowali materiału rozpraszającego światło, który odpowiednio spowolniłby fale świetlne (fotony zwalniają w różnym stopniu we wszystkich substancjach innych niż próżnia), aby móc je później przyspieszyć, nadrabiając czas spędzony na pokonywaniu większej odległości. Przykładem ośrodka znacznie rozpraszającego światło może być mleko, chmura, mgła albo szkło szronione – wewnątrz nich fotony nie przemieszczają się już liniowo, lecz wędrują pomiędzy cząsteczkami. Ta właściwość ukrywa źródło światła i jest jedną z przyczyn, dla których trudno jest wyznaczyć na przykład położenie słońca w pochmurny dzień.

Jak wygląda płaszcz niewidzialności na bazie takiego materiału? By zamaskować przedmiot, badacze z KIT umieścili go w cylindrycznym pojemniczku, pokrytym farbą akrylową, dyfuzyjnie odbijającą światło. Następnie pojemnik ukrywa się wewnątrz prostokątnego zbiornika, wykonanego z organicznego polimeru z domieszką nanocząstek dwutlenku tytanu, które powodują rozproszenie i spowolnienie fotonów. Jak twierdzi Schittny, wystarczy dobra latarka i średnio naświetlone pomieszczenie, by móc zademonstrować działanie osłony, bez specjalistycznego osprzętowania laboratoryjnego lub dodatkowych pomiarów. Naukowcy wyrażają nadzieję, że dzięki przenośności i prostocie budowy, urządzenie świetnie przysłuży się nauce fizyki w szkołach.

Źródło: Phys.org; Zdjęcie: R. Schittny/KIT