Forscher schlugen eine neue Methode vor, um Objekte unsichtbar zu machen

• Neue Technik verwendet genetische Algorithmen, um die elektromagnetische Streuung des Objekts zu minimieren, indem Füllstoff darin eingebracht wird.
• Es macht sowohl das Objekt als auch den Füller unsichtbar.

Aufgrund der jüngsten Fortschritte in der Materialtechnik zeigen Wissenschaftler mehr Interesse am Bereich der Unsichtbarkeit. Obwohl es verschiedene Bereiche gibt, in denen der Begriff Unsichtbarkeit vorkommt, wie Quantenmechanik, Thermodynamik und Akustik, konzentriert sich diese Studie auf elektromagnetische Unsichtbarkeit im optischen Bereich.

Das Studium der Unsichtbarkeit wurde 1967 zum Problem der modernen Wissenschaft, als der russische Physiker Victor Veselago eine theoretische Analyse von Material mit negativer Permittivität und Permeabilität veröffentlichte. Seitdem hat sich die Materialwissenschaft rasant weiterentwickelt.

In dieser Arbeit haben die Forscher eine Methode verwendet, die auf Füllstoff-Cloaking basiert, um die elektromagnetische Unsichtbarkeit von Objekten zu demonstrieren. Sie haben keine äußere Schicht hinzugefügt, stattdessen erreichten sie die Unsichtbarkeit vom Inneren des Körpers des Objekts. Die Technik bietet mehrere Vorteile und eröffnet neue Anwendungen in der Biotechnik und in optischen Systemen.

Es ist nicht wie Harry Potters Tarnumhang

Streuquerschnitt (SCS) ist ein bekanntes Konzept zur Messung der Sichtbarkeit eines Objekts. Es ist das Verhältnis zwischen der gesamten einfallenden Leistung und der gesamten gestreuten Leistung. Die meisten der vorgeschlagenen Methoden (um ein Objekt unsichtbar zu machen) beruhen darauf, den SCS nahe Null zu verringern.

Das bedeutet, dass das Objekt weder Licht zum Beobachter zurückreflektieren kann noch Licht in irgendeine Richtung streuen würde. Und da es keine Kraft aufnehmen könnte, würde es auch keinen Schatten bilden.

Referenz:Natur | doi:10.1038/s41598-018-32070-5 | Universität Extremadura

Die Idee besteht darin, die Unsichtbarkeit durch Füllstoff(e) zu erreichen, anstatt eine äußere Schicht hinzuzufügen. Dies ist nichts wie der Tarnumhang von Harry Potter. Stattdessen ist die Technik von einem Science-Fiction-Roman von H.G. Wells inspiriert, The Invisible Man, in dem sich ein Wissenschaftler namens Griffin eine ungewöhnliche Chemikalie injiziert und unsichtbar wird.

Bildnachweis:Ambiaso/Fotocommunity

Die Forschung hat eine plasmonische Cloaking-Technik eingeführt, die sowohl das Objekt als auch den Füllstoff unsichtbar macht. Es unterscheidet sich stark von anderen Methoden, da Sie Objekte mit ihrer Umgebung interagieren lassen, ohne durch externe Schichten behindert zu werden.

Genauer gesagt basiert das vorgeschlagene Verfahren auf der Verwendung genetischer Algorithmen zum Verringern der elektromagnetischen Streuung des Objekts, indem Füllstoff darin eingebracht wird.

Einschränkungen und Anwendungen

Die Verwendung eines inneren Mantels anstelle eines äußeren Mantels unterscheidet diese Methode von anderen. Es bringt jedoch einen großen Rückschlag:Sie können nicht das gleiche Maß an Unsichtbarkeit erreichen wie mit äußeren Umhängen.

Sie gilt für dreidimensionale Strukturen, aber nur für isotrope Objekte. Außerdem können Sie es nicht bei großen Objekten verwenden und die erhaltenen Bandbreiten sind immer noch sehr gering. Die Autoren glauben jedoch, dass es viel Spielraum für weitere Verbesserungen gibt.

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Die Idee, Füllstoffe für die Unsichtbarkeit zu verwenden, eröffnet eine Vielzahl von Anwendungen, die von Anwendungen in der Biotechnik und Kommunikation bis hin zur Verwendung nicht fester Materialien reichen. Eines der häufigsten Beispiele ist die Verwendung in unsichtbaren mikroskopischen Sonden, die das zu messende Instrument nicht stören:Man kann Messwertveränderungen verhindern, indem man Füllstoffe verwendet, um die Unsichtbarkeit zu erreichen.