Gaib telah menjadi impian ketiga umat manusia selama berabad-abad setelah penerbangan dan kemampuan untuk melihat apa yang jauh. Saat ini, yang pertama ada pesawat terbang, dan yang kedua ada televisi dan Internet. Teknologi apa yang memungkinkan kita belajar menghilang sesuka hati di masa depan? Kulit cumi-cumi, gedung pencakar langit yang hilang, dan material yang menipu - T&P mempelajari perkembangan ilmuwan modern untuk menjawab pertanyaan ini.

Pertama-tama, kabar buruknya: masih belum mungkin membuat tubuh hidup menjadi tidak terlihat dengan menggunakan ramuan. penulis bahasa Inggris dan penulis esai H. G. Wells, dalam novelnya yang terbit tahun 1897 The Invisible Man, menjelaskan: “Benda bisa menyerap cahaya, memantulkannya, membiaskannya, atau ketiganya. Jika suatu benda tidak memantulkan, membiaskan, atau menyerap cahaya, maka benda tersebut tidak dapat terlihat dengan sendirinya. Jika Anda memasukkan sepotong kaca biasa ke dalam air atau, bahkan lebih baik lagi, ke dalam cairan yang lebih padat daripada air, maka Anda hampir tidak akan melihat kaca itu sama sekali, karena cahaya, yang berpindah dari air ke kaca, dibiaskan dan dipantulkan dengan sangat lemah, dan disana hampir tidak ada dampak sama sekali.” Dengan kata lain, untuk membuat suatu tubuh tidak terlihat, Anda perlu menurunkan indeks bias jaringannya (kulit, otot, organ dalam, dan tulang) menjadi indeks bias udara. Baik fisika maupun fisiologi saat ini tidak mengizinkan kita melakukan hal ini: mata yang tidak terlihat tidak akan mampu menangkap cahaya, dan untuk mengubah sifat optik jaringan, perlu membentuk kembali metabolisme sedemikian rupa sehingga menjadi tidak jelas bagaimana menjalaninya. . Gagasan tentang topi tembus pandang juga terlihat meragukan: topi ini seharusnya mengubah sifat optik tidak hanya untuk sementara tidak hanya jaringan hidup, tetapi juga pakaian dan sepatu - benda yang terbuat dari bahan yang sama sekali berbeda, sering kali campuran dan sintetis.

Bagaimana cara kerja jubah tembus pandang?

Cara kerja jubah tembus pandang sangat berbeda dengan topi atau ramuan: tanpa mengubah sifat suatu benda, jubah ini dapat mengarahkan sinar cahaya ke sekeliling dan memaksa pengamat luar untuk hanya melihat apa yang ada di belakangnya. Saat ini, zat dengan sifat seperti itu sudah ada: ini adalah metamaterial dengan sudut bias negatif, yang memaksa sinar cahaya membelok di sekitar suatu objek dan membuatnya tidak terlihat oleh mata.

Pelopor penciptaan metamaterial tersebut adalah fisikawan di Imperial College London, Sir John Pendry. Pada pertengahan tahun 90-an, dia menyatakan bahwa mencapai sudut bias yang diinginkan tidak dapat dilakukan melalui banyak hal komposisi kimia molekul, berapa banyak karena lokasinya. Ilmuwan berangkat dari segalanya fakta yang diketahui: Pada batas suatu medium, gelombang dapat dipantulkan atau dibiaskan, dan di dalam medium dapat diserap atau melewatinya. Ia mengusulkan penggunaan bahan yang meliputi logam (penghantar listrik) dan dielektrik. Namun ketika melakukan eksperimen pada tahun 2006, ternyata metamaterial Pendry membuat objek hanya terlihat dalam jangkauan inframerah. Kemudian profesor di Universitas Michigan Elena Semushkina dan Xiang Zhang mengusulkan untuk meninggalkan logam dan hanya menggunakan dielektrik: misalnya, kristal uniaksial, yang dicirikan oleh birefringensi ke segala arah cahaya datang kecuali satu.

Untuk membuat jubah tembus pandang, fisikawan dari Birmingham mulai mempelajari kristal tersebut. Mereka segera berhasil menciptakan material dengan kristal silikon nitrida uniaksial pada substrat silikon oksida nanopori transparan. Ketika semua kristal berada di substrat, lubang berdiameter nanometer dibuat di dalamnya. Hasilnya adalah cermin optik halus yang mampu menyembunyikan objek dalam jangkauan penglihatan. Teknologi inilah yang mungkin telah digunakan oleh pencipta “jas hujan menghilang” militer Kanada, yang masih merahasiakan komposisi bahannya.

Quantum Stealth: materi penipuan

Perusahaan Kanada Hyperstealth berspesialisasi dalam kamuflase dan memproduksi kain Quantum Stealth. Bahan lembut ini memandu cahaya di sekitar subjek dan membuatnya tidak terlihat oleh mata, perangkat penglihatan malam, dan kamera termal, serta menyembunyikan bayangan. Bahannya berfungsi tanpa kamera, baterai, lampu dan cermin, beratnya sedikit dan, menurut pengembangnya, tidak mahal. Namun Anda belum bisa membelinya karena awalnya kain ini ditujukan untuk tentara Kanada, Amerika, dan Inggris. Perwakilan militer dan kelompok respon yang cepat mulai menguji Quantum Stealth pada tahun 2012. Pada bulan April 2014, Hyperstealth mengumumkan peluncuran versi komersial jubah tembus pandangnya: Hyperstealth INVISIB. Propertinya tidak akan sehebat properti militernya, namun penghilangan masih bisa dilakukan. Perusahaan kini mendaftarkan hak kekayaan intelektual untuk pengembangan versi massal. Sudah tahun depan itu mungkin akan memasuki pasar.

Karbon nanotube: efek fatamorgana

Para ilmuwan di Universitas Texas di Dallas telah mengembangkan teknologi tabung nano karbon yang memungkinkan benda untuk “dihapus”. Hal ini didasarkan pada efek fatamorgana, atau pembiasan fototermal. Untuk membuat suatu benda “menghilang”, para ahli menggunakan molekul karbon berbentuk silinder dengan konduktivitas termal yang tinggi. Dengan menghidupkan dan mematikan arus, para ilmuwan memanaskan dan mendinginkan material, menyebabkan objek di belakangnya muncul dan menghilang. Masalah utama dengan penemuan Texas ini adalah agar dapat berfungsi, objek yang disembunyikan harus berada di dalam wadah berisi air.

Pencakar Langit yang Hilang: Mata Terbalik

Biro arsitektur Amerika GDS sedang membangun gedung pencakar langit tak kasat mata bernama Infinity di Seoul. Bangunan ini akan mencapai ketinggian 450 m. Untuk konstruksinya, pembuatnya menggunakan beton dan kaca, dan mereka berencana untuk mencapai tembus pandang melalui penggunaan kamera video optik dan tampilan pada fasad. Kamera akan memfilmkan apa yang ada di balik gedung pencakar langit dan menyiarkan gambar tersebut ke dindingnya. Hal ini akan memberikan kesan bahwa Anda sedang melihat ke dalam gedung, atau bahkan tidak melihatnya sama sekali. Untuk membantu tampilan menggambarkan lanskap secara lebih akurat, Infinity akan memiliki tiga bagian vertikal, masing-masing dengan enam sisi. Benar, di sudut-sudut, di persimpangan pajangan, gedung pencakar langit akan tetap terlihat mencolok. Sampai kami menemukan layar lunak yang cukup tahan lama, masalah ini tidak akan teratasi.

Protein refleksi: kulit cumi

Kemampuan sotong, cumi-cumi dan gurita untuk menjadi tidak terlihat di dalam air telah memungkinkan para ilmuwan dari Universitas California dan Universitas Duke untuk menciptakan “jubah tembus pandang” untuk Marinir. Mereka menggunakan protein yang disebut reflektin, yang dapat beradaptasi dengan cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Para ahli menemukannya di jaringan kulit cumi sirip panjang (Loligo pealeii), yang dipelajari oleh US Naval Research Service. Mereka menemukan bahwa jaringannya bergantian antara lapisan sel dengan indeks bias tinggi dan rendah. Dengan memperpendek dan menambah jarak antar lapisan, cumi-cumi “memantulkan” cahaya dengan rentang berbeda dan mengubah warna. Untuk mereproduksi kemampuan ini, para ilmuwan mengisolasi reflektin dari sel dengan tingkat tinggi pembiasan dan menempatkan lapisan protein ini pada film graphene oksida dan silikon dioksida. Dengan mengolah bahan secara bergantian dengan uap dan larutan asam, mereka dapat menyebabkan lapisan protein mengembang dan runtuh, sehingga berubah warna. Para ahli mengatakan pengembangan mereka akan menjadi “langkah pertama yang menentukan” menuju hilangnya jubah tersebut. Kesombongan seperti itu dapat dimengerti: lagipula, jika dengan meniru burung kita belajar terbang, mengapa tidak belajar menjadi tidak terlihat dengan meniru cumi-cumi?

Tuan-tuan yang terhormat. Dokumen ini ditujukan semata-mata untuk
penggunaan pribadi dan eksperimen mereka sendiri. Tidak ada
penerapan industri dari prinsip-prinsip yang ditetapkan di sini atau publikasi ini
dokumen tanpa persetujuan penemu tidak diperbolehkan.

1. Pendahuluan.

Panduan ini memberikan cara praktis untuk mencapainya
tembus pandang optik. Diagram perangkat elektronik otonom diberikan,
memberikan subjek dengan tembus pandang total dengan mata telanjang.
Perangkat ini dioperasikan dengan baterai dan pas di saku Anda.
Selain itu, artikel tersebut berisi rekomendasi dan peringatan penggunaan
tembus pandang.

2. Prinsip.

Prinsip utama yang digunakan adalah interferensi efek samping
osilasi elektromagnetik dari bagian spektrum yang terlihat dan gelombang radio gelombang menengah
jangkauan. Sebagian besar ketentuan dokumen ini mengikuti teori
fisikawan, meskipun beberapa parameter teknis dipilih secara empiris
untuk waktu yang lama.

3. Pembenaran teoritis untuk tembus pandang optik.

Untuk memahami apa itu "tembus pandang", disarankan untuk memahaminya terlebih dahulu
mencari tahu apa itu "visibilitas". Dalam ruang hampa atau dalam lingkungan transparan
Sinar cahaya merambat lurus. Namun jika sinarnya bertemu
rintangan, ia diubah, yaitu dipantulkan, dibiaskan, diserap.
Begitu sinar yang dimodifikasi tersebut memasuki mata manusia, sinar tersebut direkam oleh organ
penglihatan. Inilah yang dimaksud dengan "penampilan". Namun, semua ini benar
benda buram. Namun melewati kaca tipis, hampir tidak ada seberkas cahaya
mengalami perubahan dan karena itu kaca tersebut tidak terlihat.
Jadi, tugas kita adalah memastikan tidak ada sinar yang jatuh
tubuh manusia tidak berubah, tetapi melanjutkan jalurnya dengan cara yang sama
arah, dengan kecerahan dan frekuensi spektral yang sama, seolah-olah telah lewat
melalui kaca tipis.
Tidak mungkin membuat tubuh manusia transparan. Tapi Anda bisa memaksakan seberkas cahaya
kelilingi tubuh dan terus bergerak ke arah yang sama. Membayangkan
aliran air tipis yang jatuh vertikal ke bawah. Mari kita letakkan bola di bawah aliran sungai
tenis meja. Air yang mengenai bola akan mengalir ke bawah permukaannya dan dari bawah
sekali lagi itu akan berubah menjadi aliran tipis yang sama. Dan ketika melihatnya, Anda mungkin berpikir demikian
aliran itu tidak menemui hambatan apa pun. Jika Anda bisa melakukan hal yang sama dengan
pancaran cahaya, maka kita mendapatkan "tembus pandang".

4. Mencapai tembus pandang.

Sinar cahaya dan gelombang radio memiliki sifat yang sama yaitu bersifat elektromagnetik
fluktuasi. Satu-satunya perbedaan adalah panjang gelombangnya. Panjang gelombang yang terlihat
cahaya hanya sepersekian milimeter, dan gelombang radio bisa beberapa
panjangnya beberapa kilometer. Beberapa sifat fisik juga bergantung pada panjang gelombang.
Misalnya, cahaya tidak dapat membelokkan rintangan. Lebih tepatnya, mungkin, tapi
Hambatan ini harus bersifat mikroskopis, sebanding dengan panjang gelombang.
Gelombang sedang dapat membelok mengelilingi tubuh manusia, bangunan dan benda lainnya.
Dan gelombang panjang bahkan bisa melewatinya bola dunia. Namun, ada yang menarik
memengaruhi. Seberkas cahaya yang dikombinasikan dengan gelombang radio memiliki beberapa sifat
dan juga mulai menghindari rintangan. Satu-satunya kehalusan adalah agar
Untuk mencapai efek ini, Anda perlu menghitung secara akurat panjang gelombang radio
tergantung besar kecilnya benda tersebut.
Hal ini telah dibuktikan secara eksperimental sinar cahaya membungkuk dengan bebas
tubuh manusia, jika ia sendiri memancarkan aliran gelombang radio dengan frekuensi tertentu
1456 kilohertz (+- 5%).
Dalam sejarah, banyak terjadi kasus tabrakan pesawat
menara pemancar radio. Biasanya, alasannya justru terletak pada hal ini
memengaruhi. Pada panjang gelombang tertentu, bagian menara kehilangan penglihatannya
definisi. Pilot mengeluh bahwa antenanya tidak terlihat atau tidak terlihat
terlihat buram, buram.

5. Gaib dalam praktiknya.
Seperti disebutkan di atas, untuk mencapai tembus pandang, Anda perlu berbelok
tubuh manusia menjadi sejenis pemancar radio. Ini yang sederhana
sebuah sirkuit elektronik yang bahkan seorang anak sekolah pun dapat merakitnya. Di bidang teknik radio
ini disebut "rangkaian berosilasi".

Keterangan.
E - sumber listrik 1,5V, baterai AA. Baterai ini cukup
selama beberapa jam kerja. JANGAN GUNAKAN yang lain, lebih
pasokan listrik tegangan tinggi, karena emisi radio yang kuat berbahaya
untuk kesehatan. Tidak peduli mana yang plus dan mana yang minus.

L - induktor.
C - kapasitor.
A, B - terminal tempat antena terhubung. Dalam kasus kami, itu akan terjadi
tubuh manusia.

Kehalusan utamanya adalah pemilihan kumparan dan kapasitor sedemikian rupa
frekuensi radiasi adalah 1456 kHz.
Saya menyarankan Anda untuk mencari induktor terlebih dahulu. Biasanya, ada banyak dari mereka di masa lalu
elektronik konsumen. Apapun bisa dilakukan. Namun, itu harus diberi tanda
menunjukkan induktansi kumparan. Induktansi diukur dalam Henry (H).
Setelah Anda menemukan kumparannya, Anda perlu menggunakan rumus untuk menghitung kumparan mana yang Anda butuhkan
Anda membutuhkan kapasitor.

C = 1,1961e-14/L

Di sini L adalah induktansi kumparan Henry.
C adalah kapasitansi kapasitor yang diperlukan dalam Farad.

Rangkaian yang dihitung dengan cara ini akan memancarkan gelombang medium dengan frekuensi tertentu
1456KHz.

6. Menggunakan perangkat.

Setelah perangkat terhubung ke bodi, optik penuh
tembus pandang. Koneksi:
Terminal "A" harus dihubungkan dengan kabel ke tumit kedua kaki dan ke tengah
jari satu tangan. Elektroda di kaki mudah dipasang dengan kaus kaki ketat.
Lebih mudah untuk mengamankan kawat dengan cincin di jari Anda.
Terminal "B" menempel pada jari tengah tangan yang lain dan ke atas
kepala. Sambungan terakhir agak sulit (kecuali Anda botak).
Anda perlu menekan elektroda dengan baik ke kulit kepala dan memasangnya di sana
lakban.
Sekarang pergi ke cermin. Jika semuanya baik-baik saja dengan sirkuit, Anda tidak akan melihatnya
dari refleksimu.

7. Kesimpulan.

Sebagai kesimpulan, saya ingin memperingatkan orang-orang yang berpotensi tidak terlihat agar tidak disalahpahami
tindakan. Ketidaktampakan memberikan banyak peluang, tetapi apakah semua orang siap menghadapinya?
Perangkat ini telah diuji pada banyak orang dengan keberhasilan yang konsisten, tetapi sudah terlanjur
kemudian beberapa fakta asusila terungkap. Misalnya Steve R. dari Boston
terbang ke Eropa secara gratis dengan menyelinap ke pesawat British Airways.
Mark A. tidak bisa memikirkan hal yang lebih baik daripada mencuri DVD portabel
pemain dari toko, dan seminggu kemudian dia ditangkap saat mencoba menjualnya.
Harap diingat bahwa Anda masih tunduk pada hukum AS.
Dan secara umum, kunci sukses dalam hidup tidak bergantung pada fakta “jika Anda tertangkap, Anda tidak akan tertangkap
tertangkap." Itu tergantung pada integritas dan disiplin pribadi Anda, dan ini
konsep tidak ada hubungannya dengan kemampuan baru Anda. Dalam pertanyaan “apa itu
baik dan buruk" tidak ada yang berubah.

Panduan levitasi bagi pemula dapat ditemukan di sini.

Anda tidak bisa mengandalkan mata jika imajinasi Anda tidak fokus.
Tandai Twain

Dalam Star Trek IV: The Voyage Home, kru Enterprise menangkap kapal penjelajah tempur Klingon. Berbeda dengan kapal Federasi Starfleet, kapal Kerajaan Klingon dilengkapi dengan "perangkat penyelubung" rahasia yang dapat membuatnya tidak terlihat oleh mata dan radar. Perangkat ini memungkinkan kapal Klingon terbang di belakang kapal Federasi tanpa terdeteksi dan melancarkan serangan pertama tanpa mendapat hukuman. Berkat perangkat penyelubungan, Kekaisaran Klingon memiliki keunggulan strategis dibandingkan Federasi Planet.

Apakah alat seperti itu benar-benar mungkin? Gaib telah lama menjadi salah satu keajaiban fiksi ilmiah dan karya fantasi - mulai dari The Invisible Man hingga jubah gaib Harry Potter atau cincin dari The Lord of the Rings. Namun demikian, setidaknya selama seratus tahun, fisikawan dengan suara bulat menyangkal kemungkinan menciptakan jubah tembus pandang dan dengan tegas menyatakan bahwa hal ini tidak mungkin: jubah diduga melanggar hukum optik dan tidak setuju dengan salah satu dari mereka. properti yang diketahui zat. Namun kini hal yang tidak mungkin bisa menjadi mungkin. Kemajuan di bidang “metamaterial” memaksa adanya revisi signifikan terhadap buku teks optik. Sampel kerja dari bahan-bahan tersebut yang dibuat di laboratorium menarik minat media. media massa, pekerja produksi dan militer; Semua orang tertarik pada bagaimana membuat apa yang terlihat menjadi tidak terlihat.

Gaib dalam sejarah

Gaib mungkin merupakan salah satu konsep tertua dalam mitologi kuno. Sejak awal mula, manusia, yang ditinggal sendirian dalam kesunyian malam yang menakutkan, telah merasakan kehadiran makhluk tak kasat mata dan takut pada mereka. Di sekelilingnya dalam kegelapan mengintai roh-roh orang mati – jiwa orang-orang yang telah mendahuluinya. Pahlawan Yunani Perseus, dipersenjatai dengan helm tembus pandang, berhasil membunuh Medusa si gorgon jahat. Para jenderal sepanjang masa memimpikan sebuah alat penyelubung yang memungkinkan mereka menjadi tidak terlihat oleh musuh. Dengan menggunakan tembus pandang, seseorang dapat dengan mudah menembus ke belakang garis pertahanan musuh dan mengejutkannya. Penjahat bisa menggunakan tembus pandang untuk melakukan perampokan yang berani. Dalam teori etika dan moralitas Plato, tembus pandang berperan peran utama.

Dalam buku ke-2 Republik, Plato menulis: “Tidak seorang pun dari mereka [pemegang cincin tembus pandang] akan begitu tegas untuk tetap berada dalam batas keadilan dan dengan tegas menahan diri untuk tidak mengambil alih milik orang lain dan tidak menyentuhnya, meskipun setiap orang akan memiliki kesempatan tanpa rasa takut, mengambil apa pun dari alun-alun pasar, memasuki rumah dan mendekati siapa pun yang dia inginkan, membunuh, melepaskan siapa pun yang dia inginkan dari penjara - secara umum, bertindak di antara orang-orang seolah-olah dia setara dengan Tuhan... Jika seseorang yang telah menguasai kekuasaan tersebut tidak pernah ingin bertindak tidak adil dan tidak menyentuh milik orang lain, dia akan muncul di hadapan semua orang yang memperhatikannya. gelar tertinggi menyedihkan dan tidak masuk akal..."

Dalam karya filosofisnya "Republik" Plato menceritakan kepada kita mitos tentang cincin Gygas. Dalam mitos ini, Gyges dari Lydia, seorang gembala yang miskin namun jujur, memasuki sebuah gua rahasia dan menemukan sebuah makam di sana; dia melihat cincin emas di jari mayat itu. Selanjutnya, Gig menemukan bahwa cincin itu ada kekuatan magis dan bisa membuatnya tidak terlihat. Gembala malang itu benar-benar mabuk dengan kekuatan yang diberikan cincin itu kepadanya. Menyelinap ke dalam istana kerajaan, Gig merayu ratu dengan bantuan cincin, lalu dengan bantuannya dia membunuh raja dan menjadi raja Lydia berikutnya.

Pesan moral yang diambil Plato dari cerita ini adalah bahwa tak seorang pun dapat menahan godaan untuk mengambil milik orang lain dan membunuh tanpa mendapat hukuman. Manusia itu lemah, dan moralitas merupakan fenomena sosial yang perlu ditanamkan dan didukung dari luar. Di depan umum, seseorang dapat mematuhi standar moral agar terlihat sopan dan jujur ​​​​serta menjaga reputasinya, tetapi jika Anda memberinya kesempatan untuk menjadi tidak terlihat, dia tidak akan bisa menolak dan pasti akan memanfaatkan kekuatan barunya. (Beberapa orang percaya bahwa kisah moralitas ini mengilhami trilogi Lord of the Rings karya JRR Tolkien; cincin, yang membuat pemakainya tidak terlihat, juga merupakan sumber kejahatan.)

DI DALAM fiksi ilmiah tembus pandang adalah salah satu pendorong plot yang umum. Dalam seri buku komik dari tahun 1930-an. Flash "Flash Gordon" menjadi tidak terlihat untuk disembunyikan regu tembak bajingan Ming yang Tanpa Ampun. Dalam novel dan film Harry Potter, tokoh utama, yang mengenakan jubah ajaib, dapat berkeliaran di sekitar Kastil Hogwarts tanpa disadari. HG Wells novel klasik“The Invisible Man” mewujudkan ide yang kurang lebih sama dalam bentuk konkret. Dalam novel ini, seorang mahasiswa kedokteran secara tidak sengaja menemukan kemungkinan dari dimensi keempat dan menjadi tidak terlihat. Sayangnya, dia menggunakan kekuatan luar biasa yang dia terima untuk keuntungan pribadi, melakukan serangkaian kejahatan kecil, dan akhirnya meninggal dalam upaya putus asa untuk menghindari polisi.

Persamaan Maxwell dan misteri cahaya

Fisikawan memperoleh pemahaman yang jelas tentang hukum optik baru-baru ini sebagai hasil karya James Clerk Maxwell dari Skotlandia, salah satu raksasa fisika abad ke-19. Dalam arti tertentu, Maxwell adalah kebalikan dari Faraday. Jika Faraday memiliki rasa eksperimental yang sangat baik, tetapi tidak memiliki pendidikan formal, maka Maxwell sezamannya adalah seorang master matematika yang lebih tinggi. Dia menyelesaikan kursus fisika matematika dengan pujian di Cambridge, tempat Isaac Newton bekerja dua abad sebelumnya.

Newton menemukan kalkulus diferensial- itu dijelaskan dalam bahasa persamaan diferensial bagaimana benda terus-menerus mengalami perubahan yang sangat kecil dalam ruang dan waktu. Pergerakan gelombang laut, zat cair, gas, dan bola meriam semuanya dapat digambarkan dalam bahasa persamaan diferensial. Maxwell mulai bekerja dengan tujuan yang jelas: untuk berekspresi penemuan revolusioner Faraday dan miliknya bidang fisik menggunakan persamaan diferensial eksak. Maxwell memulai dengan pernyataan Faraday bahwa medan listrik dapat diubah menjadi medan magnet dan sebaliknya. Dia mengambil gambar medan fisik Faraday dan menuliskannya dalam bahasa persamaan diferensial yang tepat. Hasilnya adalah salah satu sistem persamaan terpenting dalam sains modern. Ini adalah sistem delapan persamaan diferensial dengan tampilan yang agak menyeramkan. Setiap fisikawan dan insinyur di dunia harus berusaha keras untuk menguasainya sekaligus, menguasai elektromagnetisme di institut tersebut.

Selanjutnya, Maxwell mengajukan pertanyaan penting pada dirinya sendiri: jika medan magnet dapat berubah menjadi medan listrik dan sebaliknya, lalu apa yang terjadi jika keduanya terus-menerus berubah menjadi satu sama lain dalam serangkaian transformasi tanpa akhir? Maxwell menemukan bahwa medan elektromagnetik seperti itu akan menghasilkan gelombang yang mirip dengan gelombang laut. Dia menghitung kecepatan gelombang tersebut dan, dengan takjub, menemukan bahwa kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya! Pada tahun 1864, setelah menemukan fakta ini, ia secara nubuatan menulis: “Kecepatan ini sangat dekat dengan kecepatan cahaya sehingga kita tampaknya mempunyai banyak alasan untuk menyimpulkan bahwa cahaya itu sendiri… adalah gangguan elektromagnetik.”

Penemuan ini mungkin salah satu yang terbesar dalam sejarah umat manusia – misteri cahaya akhirnya terungkap! Maxwell tiba-tiba menyadari bahwa segala sesuatu - pancaran sinar matahari terbit di musim panas, sinar matahari terbenam yang ganas, warna pelangi yang mempesona, dan bintang-bintang di langit malam - dapat digambarkan dengan bantuan gelombang, yang dengan santai ia gambarkan. selembar kertas. Saat ini kita memahami bahwa seluruh spektrum elektromagnetik: sinyal radar, radiasi gelombang mikro dan gelombang televisi, inframerah, sinar tampak dan ultraviolet, sinar-x dan sinar gamma tidak lebih dari gelombang Maxwellian; dan itu, pada gilirannya, mewakili getaran medan fisik Faraday. Berbicara tentang pentingnya persamaan Maxwell, Einstein menulis bahwa ini adalah “hal paling mendalam dan bermanfaat yang pernah dialami fisika sejak Newton.”

(Tragisnya, Maxwell, salah satu fisikawan terhebat abad ke-19, meninggal dalam usia yang sangat muda, pada usia 48 tahun, karena kanker perut – mungkin penyakit yang sama yang membunuh ibunya pada usia yang sama. Seandainya dia hidup lebih lama, dia mungkin sudah meninggal. yang berhasil akan menemukan bahwa persamaannya memungkinkan terjadinya distorsi ruang-waktu, dan hal ini akan mengarah langsung pada teori relativitas Einstein. Gagasan bahwa jika Maxwell hidup lebih lama, teori relativitas mungkin akan muncul selama Perang Saudara Amerika adalah hal yang mengejutkan ke inti.)

Teori cahaya Maxwell dan teori atom tentang struktur materi memberikan penjelasan sederhana tentang optik dan tembus pandang. Dalam zat padat, atom-atomnya tersusun rapat, sedangkan dalam zat cair atau gas, jarak antar molekul jauh lebih besar. Kebanyakan padatan bersifat buram karena sinar cahaya tidak dapat menembus struktur padat atom, yang berfungsi seperti dinding bata. Sebaliknya, banyak cairan dan gas bersifat transparan karena cahaya dapat lebih mudah melewati atom-atom langka yang jaraknya lebih besar daripada panjang gelombangnya. cahaya tampak. Misalnya, air, alkohol, amonia, aseton, hidrogen peroksida, bensin, dan cairan lainnya bersifat transparan, begitu pula gas seperti oksigen, hidrogen, nitrogen, karbon dioksida, metana, dll.

Ada beberapa pengecualian penting terhadap aturan ini. Banyak kristal yang keras dan transparan. Tetapi atom-atom dalam kristal terletak di titik-titik kisi spasial beraturan dan membentuk barisan-barisan beraturan dengan jarak yang sama di antara keduanya. Akibatnya, kisi kristal selalu memiliki banyak jalur yang dapat dilalui oleh seberkas cahaya. Oleh karena itu, meskipun atom-atom dalam kristal tersusun tidak kalah rapatnya dengan padatan lainnya, cahaya masih mampu menembusnya.

Dalam keadaan tertentu, bahkan benda padat dengan atom yang tersusun acak pun bisa menjadi transparan. Efek ini dapat dicapai untuk beberapa bahan dengan memanaskan suatu benda pada suhu tinggi dan kemudian mendinginkannya dengan cepat. Misalnya, kaca adalah benda padat yang, karena susunan atomnya yang acak, memiliki banyak sifat seperti cairan. Beberapa permen juga bisa dibuat transparan dengan cara ini. Rupanya, sifat tembus pandang terjadi pada tingkat atom, menurut persamaan Maxwell, dan oleh karena itu sangat sulit, bahkan tidak mungkin, untuk direproduksi dengan metode konvensional. Untuk membuat Harry Potter tidak terlihat, dia harus dicairkan, direbus dan diubah menjadi uap, dikristalkan, dipanaskan dan didinginkan - Anda harus mengakui, tindakan apa pun ini akan sangat sulit bahkan bagi seorang penyihir.

Militer, yang tidak mampu membuat pesawat siluman, mencoba sesuatu yang lebih sederhana: mereka menciptakan teknologi siluman, yang membuat pesawat tidak terlihat oleh radar. Teknologi siluman, berdasarkan persamaan Maxwell, melakukan serangkaian trik. Jet tempur siluman mudah dilihat dengan mata telanjang, namun di layar radar musuh, gambarnya kira-kira seukuran burung besar. (Faktanya, teknologi siluman adalah kombinasi dari beberapa trik yang sangat berbeda. Bila memungkinkan, bahan konstruksi pesawat tempur diganti dengan bahan yang transparan terhadap radar: berbagai plastik dan resin digunakan sebagai pengganti baja; sudut badan pesawat diubah; desain nosel mesin diubah berubah, dll. Akibatnya Semua trik ini dapat membuat pancaran radar musuh yang mengenai pesawat tersebar ke segala arah dan tidak kembali ke perangkat penerima. Namun meski dengan penggunaan teknologi ini, pesawat tempur tidak menjadi sepenuhnya tidak terlihat; tubuh hanya membelokkan dan menyebarkan pancaran radar sebanyak mungkin secara teknis.)

Metamaterial dan tembus pandang

Mungkin kemajuan terbaru yang paling menjanjikan dalam hal tembus pandang adalah material baru yang eksotis yang dikenal sebagai "metamaterial"; ada kemungkinan suatu saat nanti dia akan membuat benda menjadi tidak terlihat. Lucu memang, namun pada suatu waktu keberadaan metamaterial juga dianggap mustahil, karena melanggar hukum optik. Namun pada tahun 2006, para peneliti dari Duke University di Durham (North Carolina) dan Imperial College London berhasil membalikkan anggapan konvensional ini dan menggunakan metamaterial untuk membuat objek tidak terlihat oleh radiasi gelombang mikro. Masih banyak rintangan di jalur ini, namun untuk pertama kalinya dalam sejarah, umat manusia memiliki teknik yang memungkinkan objek biasa menjadi tidak terlihat. (Penelitian ini didanai oleh DARPA, Advanced Research Projects Agency. proyek penelitian Departemen Pertahanan AS.) Nathan Myhrvold, mantan chief technology officer di Microsoft, berpendapat bahwa kemampuan revolusioner dari metamaterial “akan sepenuhnya mengubah cara kita mendekati optik dan hampir setiap aspek elektronik... Beberapa metamaterial mampu mencapai prestasi yang akan tampak ajaib beberapa dekade yang lalu.”

Apa itu metamaterial? Ini adalah zat yang memiliki sifat optik yang tidak ada di alam. Saat membuat metamaterial, implan kecil dimasukkan ke dalam substansi, yang memaksa gelombang elektromagnetik mengambil jalur non-standar. Di Duke University, para ilmuwan menanamkan lusinan sirkuit listrik kecil pada strip tembaga yang disusun dalam lingkaran datar dan konsentris (mirip dengan desain kompor listrik). Hasilnya adalah struktur kompleks yang terbuat dari keramik, Teflon, serat komposit, dan komponen logam. Implan kecil yang terdapat dalam tembaga memungkinkan untuk membelokkan radiasi gelombang mikro dan mengarahkannya ke jalur yang telah ditentukan.

Bayangkan sebuah sungai mengalir di sekitar batu besar. Air berputar di sekitar batu dengan sangat cepat, sehingga di bagian hilir keberadaannya tidak berpengaruh dan tidak mungkin untuk diidentifikasi. Demikian pula, metamaterial dapat terus-menerus mengubah rute gelombang mikro sehingga mengalir di sekitar, katakanlah, sebuah silinder, sehingga membuat segala sesuatu di dalam silinder tersebut tidak terlihat oleh gelombang radio. Jika metamaterial juga dapat menghilangkan semua pantulan dan bayangan, maka objek tersebut akan menjadi tidak terlihat sama sekali terhadap bentuk radiasi ini. Para ilmuwan telah berhasil mendemonstrasikan prinsip ini menggunakan perangkat yang terdiri dari sepuluh cincin fiberglass yang dilapisi elemen tembaga. Cincin tembaga di dalam perangkat itu hampir tidak terlihat oleh radiasi gelombang mikro; itu hanya menimbulkan bayangan samar.

Sifat metamaterial yang tidak biasa didasarkan pada kemampuannya untuk mengontrol parameter yang dikenal sebagai “indeks bias.” Pembiasan adalah sifat cahaya untuk mengubah arah rambatnya ketika melewati bahan transparan. Jika Anda memasukkan tangan Anda ke dalam air atau hanya melihat melalui lensa kacamata Anda, Anda akan melihat bahwa air dan kaca membelokkan dan mendistorsi sinar cahaya biasa.

Alasan berkas cahaya membengkok di dalam gelas atau air adalah ketika berkas cahaya memasuki bahan padat dan transparan, cahayanya melambat. Kecepatan cahaya dalam ruang hampa ideal adalah konstan, tetapi dalam gelas atau air, cahaya “menerobos” sekelompok triliunan atom dan karenanya melambat. (Perbandingan kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya dalam suatu medium disebut indeks bias. Karena cahaya melambat dalam medium apa pun, indeks biasnya selalu lebih besar dari satu.) Misalnya, indeks bias untuk ruang hampa adalah 1,00; untuk udara -1,0003; untuk kaca - 1,5; untuk berlian - 2.4. Biasanya, semakin padat suatu medium, semakin kuat pula ia membelokkan berkas cahaya dan, karenanya, semakin tinggi indeks biasnya.

Fatamorgana dapat berfungsi sebagai demonstrasi yang sangat jelas tentang fenomena yang berhubungan dengan pembiasan. Jika Anda berkendara di sepanjang jalan raya pada hari yang panas dan menatap lurus ke depan ke arah cakrawala, jalan akan tampak berkilauan di beberapa tempat dan menciptakan ilusi permukaan air yang berkilauan. Di gurun, terkadang Anda dapat melihat garis besar kota dan pegunungan yang jauh di cakrawala. Hal ini terjadi karena udara yang dipanaskan di atas permukaan jalan atau pasir gurun memiliki kepadatan yang lebih rendah dan, karenanya, indeks biasnya lebih rendah daripada udara normal yang lebih dingin di sekitarnya; oleh karena itu, cahaya dari benda yang jauh dapat dibiaskan di lapisan udara yang dipanaskan dan kemudian masuk ke mata; pada saat yang sama, Anda mempunyai ilusi bahwa Anda benar-benar melihat objek yang jauh.

Biasanya, indeks bias adalah nilai konstan. Seberkas cahaya sempit, menembus kaca, berubah arah dan kemudian terus bergerak lurus. Namun misalkan kita mampu mengendalikan indeks bias, sehingga pada setiap titik kaca ia dapat terus berubah dengan cara tertentu, Cahaya, yang bergerak dalam material baru tersebut, dapat mengubah arah dengan cara yang sewenang-wenang; jalur sinar di lingkungan ini akan berputar seperti ular. Jika indeks bias suatu metamaterial dapat dikontrol sehingga cahaya membelok di sekitar suatu benda, maka benda tersebut akan menjadi tidak terlihat. Untuk mendapatkan efek seperti itu, indeks bias dalam metamaterial harus negatif, tetapi buku teks optik mana pun mengatakan bahwa hal ini tidak mungkin,

(Metamaterial pertama kali diprediksi secara teoritis dalam karya ini fisikawan Soviet Victor Veselago pada tahun 1967. Veselago-lah yang menunjukkan bahwa bahan-bahan ini seharusnya memiliki sifat optik yang tidak biasa seperti indeks bias negatif dan efek Doppler terbalik. Metamaterial tampak sangat aneh dan bahkan konyol sehingga pada awalnya penerapan praktisnya dianggap mustahil. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, metamaterial telah diproduksi di laboratorium, yang memaksa fisikawan untuk mulai menulis ulang buku teks optik.) Para peneliti yang mempelajari metamaterial terus-menerus direcoki oleh jurnalis dengan pertanyaan: kapan jubah tembus pandang akhirnya muncul di pasaran? Jawabannya dapat dirumuskan dengan sangat sederhana: tidak segera.

David Smith dari Duke University mengatakan: “Wartawan menelepon dan meminta tenggat waktu. Dalam berapa bulan atau, katakanlah, tahun hal ini akan terjadi? Mereka mendorong dan mendorong dan mendorong, dan pada akhirnya Anda tidak tahan dan mengatakan itu mungkin dalam lima belas tahun. Lalu ada judul surat kabar, bukan? Lima belas tahun sebelum jubah Harry Potter." Itu sebabnya dia sekarang menolak memberikan kerangka waktu apa pun. Penggemar Harry Potter atau Star Trek mungkin harus menunggu. Meskipun jubah tembus pandang yang sebenarnya tidak lagi bertentangan dengan hukum alam yang diketahui—dan sebagian besar fisikawan kini sependapat—para ilmuwan masih menghadapi banyak rintangan teknis yang sulit untuk diatasi sebelum teknologi ini dapat diperluas untuk bekerja dengan cahaya tampak, bukan hanya radiasi gelombang mikro.

Secara umum, dimensi struktur internal yang tertanam dalam metamaterial harus lebih kecil dari panjang gelombang radiasi. Misalnya, gelombang mikro dapat memiliki panjang gelombang sekitar 3 cm, jadi jika kita ingin metamaterial membengkokkan jalur gelombang mikro, kita harus menanamkan implan yang berukuran lebih kecil dari 3 cm ke dalamnya panjang gelombang 500 nm), Metamaterial harus memiliki struktur tertanam yang panjangnya hanya sekitar 50 nm. Namun nanometer sudah merupakan skala atom; nanoteknologi diperlukan untuk bekerja dengan dimensi seperti itu. (Satu nanometer sama dengan sepermiliar meter. Sekitar lima atom dapat ditampung dalam satu nanometer.) Ini mungkin masalah utama yang harus kita hadapi dalam menciptakan jubah tembus pandang yang sebenarnya. Untuk membengkokkan jalur berkas cahaya seperti ular secara sewenang-wenang, kita harus memodifikasi atom individu di dalam metamaterial.

Metamaterial untuk cahaya tampak

Jadi perlombaan telah dimulai. Segera setelah pengumuman bahwa laboratorium telah memperoleh metamaterial pertama, aktivitas yang heboh dimulai di area ini. Setiap beberapa bulan kita mendengar tentang wawasan revolusioner dan terobosan luar biasa. Tujuannya jelas: menggunakan nanoteknologi untuk menciptakan metamaterial yang mampu membengkokkan tidak hanya gelombang mikro, tetapi juga cahaya tampak. Beberapa pendekatan telah diusulkan, dan semuanya tampak cukup menjanjikan.

Salah satu usulannya adalah menggunakan metode yang sudah jadi, yaitu meminjam teknologi yang telah terbukti dari industri mikroelektronika untuk produksi metamaterial. Misalnya, miniaturisasi komputer didasarkan pada teknologi “fotolitografi”; itu juga berfungsi sebagai mesin revolusi komputer. Teknologi ini memungkinkan para insinyur untuk menempatkannya seukuran kuku ibu jari ratusan juta transistor kecil. Kekuatan komputer berlipat ganda setiap 18 bulan (pola ini disebut hukum Moore). Hal ini terjadi karena para ilmuwan menggunakan radiasi ultraviolet untuk “menggores” komponen yang semakin kecil ke dalam chip silikon.

Teknologi ini sangat mirip dengan proses di mana sebuah pola distensil pada kaos berwarna. (Insinyur komputer memulai dengan substrat tipis, di mana lapisan tipis berbagai bahan diletakkan di atasnya. Substrat kemudian ditutup dengan masker plastik, yang berfungsi sebagai templat. Masker tersebut sudah diaplikasikan sebelumnya dengan pola konduktor yang rumit, transistor dan komponen komputer yang menjadi dasar diagram rangkaian. Benda kerja disinari dengan sinar ultraviolet keras, yaitu terkena radiasi ultraviolet dengan panjang gelombang yang sangat pendek, radiasi ini seolah-olah mentransfer pola matriks ke substrat fotosensitif. Kemudian benda kerja diolah dengan gas dan asam khusus, dan pola matriks yang kompleks diukir pada substrat di tempat yang terkena sinar ultraviolet lekukan kecil yang membentuk rangkaian transistor.) Saat ini, komponen terkecil yang dapat dibuat menggunakan proses yang dijelaskan berukuran sekitar 30 nm (atau sekitar 150 atom).

Dalam tonggak penting menuju tembus pandang, percobaan baru-baru ini yang dilakukan oleh tim ilmuwan dari Jerman dan Departemen Energi AS menggunakan proses pengetsaan substrat silikon untuk menghasilkan metamaterial pertama yang mampu beroperasi dalam rentang cahaya tampak. Pada awal tahun 2007, para ilmuwan mengumumkan bahwa metamaterial yang mereka buat mempunyai efek pada lampu merah. Hal yang “tidak mungkin” diwujudkan dengan luar biasa jangka pendek. Fisikawan Costas Soukoulis dari Ames Laboratory dan Iowa State University bersama Stefan Linden, Martin Wegener dan Gunnar Dolling dari University of Karlsruhe Jerman berhasil menciptakan metamaterial dengan indeks bias -0,6 untuk lampu merah dengan panjang gelombang 780 nm . (Sebelumnya, rekor dunia untuk panjang gelombang radiasi yang dapat “dibungkus” menggunakan metamaterial adalah 1400 nm; ini bukan lagi cahaya tampak, melainkan cahaya inframerah.)

Pertama-tama, para ilmuwan mengambil selembar kaca dan melapisinya dengan lapisan tipis perak, lalu lapisan magnesium fluorida, lalu lapisan perak lainnya; Dengan demikian, diperoleh “sandwich” fluorida dengan ketebalan hanya 100 nm. Para ilmuwan kemudian menggunakan teknologi etsa standar untuk membuat banyak lubang persegi kecil (lebarnya hanya 100 nm, jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya merah) di “sandwich” ini; hasilnya adalah struktur kisi yang mengingatkan pada jaring ikan. Mereka kemudian melewatkan seberkas cahaya merah melalui material yang dihasilkan dan mengukur indeks biasnya, yaitu -0,6. Para penulis memperkirakan bahwa teknologi yang mereka temukan akan diterapkan secara luas.

Metamaterial “suatu hari nanti bisa menghasilkan semacam lensa super datar yang bekerja di bagian spektrum yang terlihat,” kata Dr. Soukoulis. - Lensa seperti itu akan memungkinkan Anda menerima lebih banyak resolusi tinggi dibandingkan dengan teknologi tradisional dan membedakan bagian-bagian yang ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang gelombang cahaya.” Tentu saja, salah satu aplikasi pertama dari “lensa super” adalah memotret objek mikroskopis dengan kejernihan yang belum pernah terjadi sebelumnya; kita bisa berbicara tentang memotret di dalam sel manusia yang hidup atau mendiagnosis penyakit pada janin di dalam rahim. Idealnya, komponen molekul DNA dapat difoto secara langsung, tanpa menggunakan teknik kristalografi sinar-X yang kasar. Sejauh ini, para ilmuwan hanya mampu menunjukkan indeks bias negatif untuk lampu merah. Namun metode ini perlu dikembangkan, dan langkah selanjutnya adalah membuat metamaterial yang dapat sepenuhnya mengelilingi sinar merah di sekitar suatu objek, sehingga tidak terlihat oleh cahaya merah.

Perkembangan lebih lanjut juga dapat diharapkan di bidang “kristal fotonik”. Tujuan dari teknologi kristal fotonik adalah untuk menciptakan sebuah chip yang menggunakan cahaya, bukan listrik, untuk memproses informasi. Idenya adalah menggunakan nanoteknologi untuk mengetsa komponen kecil ke substrat sehingga indeks bias berubah pada setiap komponen. Transistor yang menggunakan cahaya memiliki banyak keunggulan dibandingkan elektronik. Misalnya, dalam kristal fotonik jumlahnya jauh lebih sedikit kehilangan panas. (Chip silikon kompleks menghasilkan panas yang cukup untuk menggoreng telur. Agar chip tersebut tidak rusak, chip tersebut harus terus didinginkan, yang biayanya sangat mahal.) Tidak mengherankan bahwa teknologi kristal fotonik ideal untuk metamaterial, - lagipula, keduanya teknologi melibatkan manipulasi indeks bias cahaya pada skala nano.

Gaib melalui plasmonik

Tidak mau kalah, kelompok fisikawan lain pada pertengahan tahun 2007 mengumumkan penciptaan metamaterial yang mampu membengkokkan cahaya tampak, menggunakan teknologi yang sama sekali berbeda yang disebut plasmonics. Fisikawan Henri Lezek, Jennifer Dionne dan Harry Atwater dari California Institute of Technology mengumumkan penciptaan metamaterial yang memiliki indeks bias negatif untuk wilayah biru-hijau yang lebih kompleks dari spektrum tampak. Tujuan dari plasmonik adalah untuk "memampatkan" cahaya sedemikian rupa sehingga objek dapat dimanipulasi pada skala nano, terutama pada permukaan logam. Alasan konduktivitas listrik logam terletak pada kenyataan bahwa elektron dalam atom logam terikat lemah pada inti dan dapat bergerak bebas sepanjang permukaan kisi logam.

Listrik yang mengalir melalui kabel di rumah Anda adalah aliran lancar elektron yang terikat longgar melintasi permukaan logam. Tapi kapan kondisi tertentu Ketika seberkas cahaya mengenai permukaan logam, elektron dapat bergetar bersamaan dengan cahaya. Dalam hal ini, pergerakan elektron seperti gelombang (gelombang ini disebut plasmon) muncul di permukaan logam seiring dengan osilasi medan elektromagnetik di atas logam. Lebih penting lagi, plasmon ini dapat “dikompresi” sehingga memiliki frekuensi yang sama dengan berkas cahaya asli (dan karena itu membawa informasi yang sama), namun dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek. Pada prinsipnya, gelombang terkompresi ini kemudian dapat diubah menjadi nanokonduktor. Seperti halnya kristal fotonik, tujuan akhir plasmonik adalah menciptakan chip komputer yang menggunakan cahaya, bukan listrik.

Tim Caltech membangun metamaterialnya dari dua lapisan perak dan lapisan isolasi silikon-nitrogen (tebalnya hanya 50 nm) di antara keduanya. Lapisan ini berperan sebagai “panduan gelombang” yang mampu mengarahkan gelombang plasmon ke arah yang diinginkan. Melalui celah di metamaterial, sinar laser; ia bergerak sepanjang pandu gelombang dan kemudian keluar melalui celah kedua. Jika kita menganalisis sudut pembelokan sinar laser ketika melewati metamaterial, kita dapat menentukan bahwa material tersebut memiliki indeks bias negatif untuk cahaya dengan panjang gelombang tertentu.

Masa depan metamaterial

Kemajuan dalam penelitian metamaterial akan semakin cepat di masa depan karena alasan sederhana bahwa sudah ada minat yang sangat besar untuk menciptakan transistor yang dapat beroperasi pada berkas cahaya, bukan listrik. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa penelitian di bidang tembus pandang akan mampu “berjalan bersama”, yakni memanfaatkan hasil penelitian yang sudah berjalan untuk menciptakan pengganti chip silikon dengan menggunakan kristal fotonik dan plasmonik. Saat ini, ratusan juta dolar telah diinvestasikan dalam pengembangan teknologi yang dirancang untuk menggantikan chip silikon, dan penelitian di bidang metamaterial juga akan mendapatkan manfaatnya.

Saat ini, penemuan besar baru di bidang ini terjadi setiap beberapa bulan, sehingga tidak mengherankan jika beberapa fisikawan memperkirakan sampel pertama dari perisai tembus pandang yang sebenarnya akan muncul di laboratorium dalam beberapa dekade. Oleh karena itu, para ilmuwan yakin bahwa dalam beberapa tahun ke depan mereka akan mampu menciptakan metamaterial yang dapat membuat suatu objek sama sekali tidak terlihat, setidaknya dalam dua dimensi, terhadap cahaya tampak dengan frekuensi tertentu. Untuk mencapai efek ini, nanoimplant kecil perlu ditanamkan ke dalam metamaterial, bukan dalam baris biasa, tetapi dalam pola yang rumit, sehingga cahaya yang dihasilkan dengan mulus membelok di sekitar objek tersembunyi.

Selanjutnya, para ilmuwan harus menemukan dan menciptakan metamaterial yang dapat membelokkan cahaya dalam tiga dimensi, tidak hanya pada permukaan datar dua dimensi. Fotolitografi adalah teknologi yang telah terbukti untuk menghasilkan sirkuit silikon datar; pembuatan metamaterial tiga dimensi akan membutuhkan, setidaknya, susunan kompleks dari beberapa sirkuit datar. Setelah ini, para ilmuwan harus memecahkan masalah dalam menciptakan metamaterial yang membelokkan cahaya bukan dari satu frekuensi, tetapi dari beberapa frekuensi - atau, katakanlah, pita frekuensi. Ini mungkin tugas yang paling sulit, karena semua implan kecil yang dikembangkan sejauh ini membengkokkan cahaya hanya pada satu frekuensi yang tepat. Para ilmuwan mungkin harus mengerjakan metamaterial multilayer, di mana setiap lapisan akan beroperasi pada satu frekuensi tertentu. Belum jelas apa solusi yang akan diambil untuk mengatasi masalah ini.

Namun perisai tembus pandang, bahkan ketika akhirnya dibuat di laboratorium, kemungkinan besar tidak akan menjadi alat yang kita inginkan; Jubah Harry Potter terbuat dari bahan tipis kain lembut dan sekaligus membuat siapapun yang membungkus dirinya di dalamnya menjadi tidak terlihat. Namun agar efek seperti itu dapat terjadi, indeks bias di dalam jaringan harus terus berubah secara kompleks sesuai dengan getaran jaringan dan pergerakan orang tersebut. Itu tidak praktis. Kemungkinan besar, jubah tembus pandang, setidaknya pada awalnya, akan berupa silinder metamaterial padat. Dalam hal ini, indeks bias di dalam silinder dapat dibuat konstan. (Dalam model yang lebih maju, metamaterial fleksibel pada akhirnya mungkin muncul yang dapat membengkokkan dan pada saat yang sama menjaga cahaya di dalamnya tetap pada jalur yang benar. Kemudian orang yang berada di dalam "jubah" akan menerima kebebasan bergerak.) Perisai tembus pandang mempunyai satu kelemahan: yang telah berulang kali ditunjukkan: dia yang berada di dalam tidak dapat melihat ke luar tanpa menjadi terlihat.

Bayangkan Harry Potter dengan hanya matanya yang terlihat; pada saat yang sama, mereka tampak melayang di udara pada ketinggian yang sesuai. Lubang mata apa pun pada jubah tembus pandang akan terlihat jelas dari luar. Jika Anda membuat Harry Potter benar-benar tidak terlihat, dia harus duduk di bawah jubahnya secara membabi buta dan dalam kegelapan total. (Salah satu solusi yang mungkin untuk masalah ini adalah dengan dua potongan kaca kecil di depan mata. Potongan kaca ini akan bertindak sebagai "pemecah sinar"; kaca tersebut akan terjepit dan diarahkan ke mata. sebagian kecil cahaya menimpa mereka. Pada saat yang sama paling cahaya yang jatuh pada jubah akan berputar-putar, membuat orang yang berada di dalamnya tidak terlihat, namun beberapa, yang sangat kecil, sebagian darinya akan terpisah dan jatuh ke mata.) Tidak diragukan lagi, hambatan terhadap tembus pandang sangatlah serius, namun para ilmuwan dan insinyur optimis dan percaya bahwa perisai tembus pandang dalam bentuk apa pun dapat diciptakan dalam beberapa dekade mendatang.

Gaib dan nanoteknologi

Seperti yang telah saya sebutkan, kunci menuju tembus pandang mungkin adalah pengembangan nanoteknologi, yaitu. kemampuan untuk memanipulasi struktur berukuran atom (luasnya sekitar sepersejuta meter). Momen lahirnya nanoteknologi disebut dengan ceramah terkenal dengan judul ironis “Ada Banyak Ruang di Bawah”, yang disampaikan oleh peraih Nobel Richard Feynman di hadapan American Physical Society pada tahun 1959. Dalam kuliah tersebut ia membahas tentang apa sajakah nanoteknologi? mesin terkecil mungkin terlihat sesuai dengan hukum fisika yang kita kenal. Feynman memahami bahwa mesin akan menjadi semakin kecil hingga mendekati ukuran atom, dan kemudian atom itu sendiri dapat digunakan untuk membuat mesin baru. Ia menyimpulkan bahwa mesin atom yang paling sederhana, seperti balok, tuas atau roda, tidak bertentangan dengan hukum fisika, namun akan sangat sulit untuk memproduksinya. Selama bertahun-tahun, nanoteknologi terlupakan - hanya karena teknologi pada waktu itu tidak memungkinkan manipulasi atom individu. Namun pada tahun 1981, sebuah terobosan terjadi - fisikawan Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer dari laboratorium IBM di Zurich menemukan mikroskop terowongan pemindai, yang kemudian membawa mereka Hadiah Nobel dalam fisika.

Para ilmuwan tiba-tiba dapat memperoleh “gambar” menakjubkan dari atom-atom individu yang digabungkan menjadi struktur – persis sama dengan yang biasanya digambarkan dalam buku-buku kimia; Hal ini pernah dianggap mustahil oleh para kritikus teori atom. Sekarang dimungkinkan untuk mendapatkan foto-foto menakjubkan dari atom-atom yang berbaris dalam barisan struktur yang benar kristal atau logam. Rumus kimia yang coba direfleksikan oleh para ilmuwan struktur yang kompleks molekul sekarang bisa dilihat dengan mata telanjang. Selain itu, mikroskop terowongan pemindaian memungkinkan manipulasi atom individu. Para penemunya menyusun huruf-huruf IBM dari atom-atom individual yang dihasilkannya dunia ilmiah sensasi nyata. Para ilmuwan tidak lagi buta terhadap dunia atom individu; mereka dapat melihat atom dan bekerja dengannya.

Prinsip pengoperasian mikroskop terowongan pemindaian tampak sederhana. Sama seperti gramofon yang memindai piringan dengan jarum, mikroskop ini secara perlahan melakukan pemeriksaan tajam pada zat yang sedang diperiksa. (Ujung probe ini sangat tajam sehingga berakhir pada satu atom.) Probe tersebut membawa muatan listrik yang lemah; dari ujungnya melalui bahan yang diteliti ke permukaan penghantar di bawahnya mengalir arus listrik Saat probe melewati setiap atom, arusnya sedikit berubah; perubahan arus dicatat dengan cermat. Naik turunnya arus saat ujung melewati atom dengan sangat akurat dan detail mencerminkan garis besarnya. Dengan memproses dan menyajikan data dalam bentuk grafik tentang fluktuasi arus dalam sejumlah besar lintasan, seseorang dapat memperoleh gambaran indah tentang atom-atom individu yang membentuk kisi spasial.

(Mikroskop penerowongan pemindai bisa ada berkat hukum fisika kuantum yang aneh. Elektron biasanya tidak memiliki energi yang cukup untuk berpindah dari ujung probe ke substrat melalui lapisan material. Namun ada - menurut prinsip ketidakpastian - kemungkinan kecil bahwa elektron akan "terowongan", yaitu e. akan menembus penghalang, meskipun hal ini bertentangan dengan teori Newton, itulah sebabnya arus yang melewati material sangat sensitif terhadap tipis. efek kuantum di dalamnya. Saya akan membahas implikasinya nanti. teori kuantum secara lebih rinci.)

Selain itu, probe mikroskop cukup sensitif untuk menggerakkan atom individu dan membangun “mesin” sederhana darinya. Saat ini, teknologi ini sangat maju sehingga Anda dapat melihat sekelompok atom di layar komputer dan gerakan sederhana kursor untuk memindahkan atom individu secara sewenang-wenang. Lusinan atom dapat dimanipulasi semudah balok Lego. Anda tidak hanya dapat menyusun huruf dari atom, tetapi juga membuat mainan, seperti sempoa, tempat domino dirangkai dari atom tunggal. Untuk melakukan ini, atom-atom diletakkan pada permukaan yang dilengkapi dengan alur vertikal. Fullerene berbentuk bola (“bola sepak” yang terdiri dari atom karbon individu) dimasukkan ke dalam alur. Bola karbon ini berfungsi sebagai domino sempoa atom, bergerak ke atas dan ke bawah sepanjang alurnya.

Bisa juga dipotong perangkat atom menggunakan berkas elektron. Misalnya, para ilmuwan dari Cornell University memotong gitar terkecil di dunia dari silikon kristal, yang ukurannya 20 kali lebih kecil dari ketebalan rambut manusia. Gitar memiliki enam senar, masing-masing setebal seratus atom, yang dapat dipetik menggunakan mikroskop gaya atom. (Gitar memang bisa memainkan musik, namun frekuensi yang dihasilkannya jauh melampaui kemampuan mendengar telinga manusia.)

Saat ini, hampir semua “mesin nano” hanyalah mainan. Mesin yang lebih kompleks dengan roda gigi dan bantalan belum diciptakan. Namun banyak insinyur yang yakin bahwa waktu untuk menciptakan mesin nuklir yang sebenarnya sudah semakin dekat.

(Mesin seperti itu ada di alam. Organisme uniseluler mampu berenang bebas di air berkat gerakan rambut-rambut kecilnya. Namun jika Anda mengamati dengan cermat hubungan antara rambut dan sel, menjadi jelas bahwa mesin atomlah yang memungkinkan rambut bergerak secara sewenang-wenang ke segala arah. Oleh karena itu, salah satu cara untuk mengembangkan nanoteknologi adalah dengan meniru alam, yang menguasai produksi mesin atom miliaran tahun yang lalu.)

Hologram dan tembus pandang

Cara lain untuk membuat seseorang agak tidak terlihat adalah dengan memotret pemandangan di belakangnya dan kemudian memproyeksikan gambar tersebut langsung ke pakaian orang tersebut atau ke semacam layar di depannya. Jika dilihat dari depan, terlihat orang tersebut menjadi transparan dan cahaya entah bagaimana melewati tubuhnya.

Proses ini, yang dikenal sebagai “penyelubungan optik”, dipelajari secara serius, khususnya oleh Naoki Kawakami dari Laboratorium Tachi di Universitas Tokyo. Dia mengatakan: "Teknologi ini dapat digunakan untuk membantu pilot melihat landasan pacu melalui lantai kokpit, atau pengemudi untuk melihat sekeliling saat memarkir mobil." "Jubah" Kawakami ditutupi manik-manik reflektif kecil yang berfungsi seperti layar film. Apa yang terjadi di belakang difilmkan dengan kamera video. Gambar ini kemudian dimasukkan ke dalam proyektor video, yang kemudian memproyeksikannya ke bagian depan jubah. Tampaknya cahaya menembus menembus orang tersebut.

Prototipe jas hujan dengan sistem kamuflase optik telah dibuat di laboratorium. Jika Anda melihat langsung dari depan seseorang yang mengenakan jubah seperti itu, sepertinya dia menghilang, karena Anda hanya melihat gambaran apa yang terjadi di belakang. Tetapi jika Anda, dan dengan mata Anda, bergerak sedikit, dan gambar pada jubah tetap sama, akan menjadi jelas bahwa ini hanyalah tipuan. Sistem penyelubungan optik yang lebih realistis diperlukan untuk menciptakan ilusi gambar tiga dimensi. Ini membutuhkan hologram.

Hologram adalah gambar 3D yang dibuat dengan laser (bayangkan gambar 3D Putri Leia di Star Wars). Anda dapat membuat seseorang tidak terlihat dengan memotret latar belakangnya menggunakan kamera holografik khusus dan kemudian membuatnya kembali pada layar holografik khusus di depannya.

Pengamat akan melihat layar holografik di depannya dengan gambaran segala sesuatu yang sebenarnya ada di depannya, kecuali seseorang. Tampaknya orang tersebut menghilang begitu saja. Sebagai gantinya akan ada gambar latar belakang tiga dimensi yang akurat. Bahkan jika Anda pindah, Anda tidak akan dapat memahami bahwa ini palsu. Penciptaan gambar tiga dimensi seperti itu dimungkinkan karena “koherensi” sinar laser, yaitu. fakta bahwa osilasi elektromagnetik di dalamnya terjadi secara serempak. Untuk membuat hologram, sinar laser yang koheren dibagi menjadi dua bagian.

Separuhnya diarahkan ke film fotografi, separuhnya lagi ke film fotografi yang sama, tetapi setelah dipantulkan dari objeknya. Ketika dua bagian berkas berinterferensi, pola interferensi muncul pada film, yang berisi semua informasi tentang berkas tiga dimensi asli. Film ini, setelah dikembangkan, tampaknya tidak terlalu menjanjikan - yang terlihat hanyalah jaringan garis dan pusaran yang aneh. Namun jika Anda melewatkan sinar laser melalui film ini, salinan tiga dimensi objek tersebut akan muncul di udara, seolah-olah terjadi secara ajaib. Namun, tembus pandang holografik menimbulkan masalah yang sangat serius bagi para peneliti. Salah satunya adalah terciptanya kamera holografik yang mampu mengambil minimal 30 gambar per detik. Cara lainnya adalah menyimpan dan memproses semua informasi ini. Terakhir, Anda perlu memproyeksikan gambar ke layar agar terlihat realistis.

Gaib melalui dimensi keempat

Perlu disebutkan cara lain yang jauh lebih licik untuk menjadi tidak terlihat, yang diuraikan oleh H. G. Wells dalam novel “The Invisible Man.” Metode ini melibatkan penggunaan kemampuan dimensi keempat. (Saya akan berbicara lebih banyak tentang kemungkinan keberadaan dimensi yang lebih tinggi nanti di buku ini.) Dapatkah seseorang meninggalkan alam semesta dimensi ketiga dan melayang di atasnya dalam dimensi keempat, mengamati apa yang terjadi dari luar? Bagaikan kupu-kupu tiga dimensi yang beterbangan di atas selembar kertas dua dimensi, orang seperti itu tidak akan terlihat oleh penghuni alam semesta mana pun di bawah. Satu-satunya masalah adalah keberadaan dimensi yang lebih tinggi belum terbukti. Selain itu, perjalanan hipotetis ke salah satu dimensi ini akan memerlukan banyak hal lebih banyak energi dibandingkan yang kita miliki saat ini, mengingat tingkat perkembangan teknologi saat ini. Jika kita berbicara tentang cara nyata untuk mencapai tembus pandang, maka metode ini jelas jauh melampaui pengetahuan dan kemampuan kita saat ini.

Mengingat kemajuan besar yang telah dilakukan menuju tembus pandang, saya pikir kita dapat dengan aman mengklasifikasikannya sebagai kemustahilan Kelas I. Ketidaktampakan dalam satu atau lain bentuk mungkin akan menjadi hal biasa dalam beberapa dekade mendatang, atau paling lama pada akhir abad ini.

Saat ini, perkembangan peradaban kita telah sampai pada titik di mana impian umat manusia yang telah berusia berabad-abad, dalam banyak kasus, telah terwujud dalam praktik. Sepatu bot berjalan, karpet terbang, pipa yang dapat digerakkan sendiri, taplak meja yang dirakit sendiri, cermin ringan, dalam arti apel di atas piring, kompor yang dapat digerakkan sendiri, dan masih banyak lagi yang kini mengelilingi kita. kehidupan sehari-hari sebagai benda dan jasa yang biasa - mungkin , tidak persis dalam bentuk yang diimpikan nenek moyang, tapi, Anda tahu, tentu saja tidak dalam bentuk yang terburuk.

Hanya beberapa “hal cerdas” luar biasa yang masih belum terealisasi sejauh ini. Kita tidak akan membicarakan beberapa “teknologi” menakjubkan seperti bunga tujuh bunga, ikan mas, dan tombak ajaib sebagai ide yang benar-benar aneh. Beberapa ide luar biasa, kemungkinan besar, tidak akan dipraktikkan dalam waktu dekat, misalnya, keabadian Koshcheevo atau apel yang meremajakan - sayangnya, mekanisme penuaan tubuh manusia ternyata jauh lebih rumit daripada teknologi. menyembunyikan jarum di dalam telur dan di Kerajaan Jauh Jauh.

Namun, pada saat yang sama, banyak teknologi luar biasa yang hampir diterapkan dalam kehidupan kita sehari-hari, namun masih belum jelas kapan teknologi tersebut akan tersebar luas. Dan hari ini kita akan melihat tingkat penerapan tembus pandang saat ini - bukan dalam interpretasi dongeng dan bukan dalam bentuk trik Copperfield, tetapi justru dalam hal kesiapan teknologi tembus pandang untuk diterapkan dalam kehidupan.

Sementara itu, waktu tidak berhenti. Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan, peneliti, dan teknolog telah membuat kemajuan yang signifikan, dan terkadang kita bahkan tidak membicarakan tentang tembus pandang - ide-ide terkait menjanjikan efek implementasi yang sama menariknya.

Jadi sebenarnya ada sesuatu yang perlu didiskusikan. Ayo pergi.

Jika dilihat dari esensinya, “penampakan” berbagai objek tergantung pada derajat pemantulan/penyerapan cahaya yang datang padanya oleh benda-benda tersebut. Kasus klasik tembus pandang adalah lewatnya cahaya melalui suatu benda tanpa pemantulan atau penyerapan. Namun, di akhir-akhir ini Yang paling menjanjikan dari sudut pandang praktis adalah perkembangan yang menjanjikan pencapaian tembus pandang seluruhnya atau sebagian karena pembelokan gelombang cahaya di sekitar suatu benda. Efeknya dalam hal ini sama - cahaya tidak diserap, objek tidak terlihat.

Ke arah inilah para ilmuwan dari Berkeley Lab dan Universitas Kalifornia(Universitas California, UC) di Berkeley. Dengan menggunakan bahan nano modern, sekelompok peneliti berhasil membuat semacam “tutup tembus pandang” yang dapat menyembunyikan objek yang terletak di bawahnya dalam jarak yang terlihat. “Tutup tembus pandang” itu sendiri bersifat transparan, namun objek yang terletak di bawahnya tidak terlalu terlihat secara visual - paparan berkas cahaya menunjukkan pantulan yang identik dengan pantulan berkas dari permukaan datar.

Para ilmuwan telah menemukan solusi terhadap masalah tembus pandang melalui penggunaan metamaterial dielektrik berdasarkan silikon berstrukturnano. Metamaterial, izinkan saya mengingatkan Anda, adalah zat komposit yang dibuat secara artifisial dengan indeks bias negatif (atau kidal). Prinsip pembiasan negatif, yang ditunjukkan dengan jelas di sisi kanan gambar di bawah, tidak terjadi di alam.

Menarik untuk dicatat bahwa sebelumnya kelompok ilmuwan yang sama memberi tahu dunia tentang penemuan efek tembus pandang menggunakan metamaterial kompleks berdasarkan logam dan dielektrik dengan sifat optik unik.

Dalam percobaan tersebut, para ilmuwan bekerja dengan "jaringan nano" yang ditenun dari lapisan perak bergantian dengan magnesium fluorida dan kawat nano perak di dalam aluminium oksida berpori. Metamaterial logam inilah yang memungkinkan tercapainya efek yang tidak dapat diakses di alam nyata - emisi cahaya ke arah yang berlawanan.

Sayangnya, sifat luar biasa dari metamaterial logam berhasil diterapkan hanya untuk mencapai tembus pandang dalam rentang gelombang mikro (3-30 GHz); dalam rentang frekuensi tampak, sifat tersebut tidak efektif - karena penyerapan cahaya yang terlalu kuat oleh elemen logam. “Tutup tembus pandang” optik baru dari Berkeley tidak mengandung logam sama sekali, hanya dielektrik yang secara optik transparan terhadap cahaya tampak.

Namun, untuk saat ini kita hanya berbicara tentang menciptakan tembus pandang dalam rentang inframerah, dan pada skala nano: dalam percobaan yang dilaporkan dalam sebuah artikel di Nature Materials, para ilmuwan menutupi area seluas 3,8 kali 0,4 mikron dengan “tembus pandang” mereka, dan tembus pandang pada berbagai sudut pandang diamati pada rentang panjang gelombang 1400 - 1800 nm, yang sudah cukup dekat dengan batas inframerah cahaya tampak. Ketidaktampakan ditunjukkan pada wafer silikon persegi panjang setebal 250 nm, yang berfungsi sebagai semacam pemandu cahaya, membatasi aliran cahaya dalam arah vertikal, namun memungkinkannya lewat tanpa hambatan dalam dua dimensi lainnya.

Transformasi wafer silikon menjadi metamaterial dimungkinkan dengan membuat struktur berlubang di dalamnya dengan lubang masing-masing berdiameter 110 nm. Struktur inilah yang “memaksa” cahaya untuk membelok di sekitar suatu benda, seperti halnya air dalam aliran sungai yang mengalir mengelilingi batu. Prinsip pengoperasian efek ini dijelaskan dengan jelas dalam video di bawah.

Atas perkenan dari Berkeley Labs

Meskipun penerapan teknologi saat ini memiliki keterbatasan yang signifikan, para ilmuwan tetap optimis terhadap masa depan. Tahap penelitian berikutnya mereka berencana untuk mencapai tembus pandang bukan dalam dua dimensi, tetapi dalam ketiga dimensi. Selain itu, berkat desain komposisi yang seluruhnya dielektrik, para ilmuwan tidak melihat hambatan untuk meningkatkan teknologi ke rentang panjang gelombang yang terlihat - terutama karena manufaktur yang lebih hati-hati. Secara umum, teknologi ini menjanjikan biaya yang relatif murah selama transisi ke produksi massal.

Jadi, jika kita menutup mata terhadap skala dan keraguan khusus mengenai rentang panjang gelombang tembus pandang, kita dapat mengatakan bahwa hingga saat ini para ilmuwan telah berhasil menciptakan efek tembus pandang menggunakan bahan metamaterial dengan indeks bias negatif, yang menyebabkan radiasi tembus pandang. milimeter-sentimeter, inframerah dan, di masa depan, bahkan rentang gelombang tampak dapat membelok di sekitar objek yang “terbungkus” seperti udara dari bilah kipas. Namun, metode ini bukannya tanpa kelemahan bahkan dalam penerapan praktisnya yang masih sangat jauh. Secara khusus, selain pembatasan signifikan pada dimensi benda tersembunyi - sejauh ini kita hanya berbicara tentang ratusan nanometer, "tutup tembus pandang" tersebut harus bersentuhan langsung dengan benda tersembunyi atau berada di dekat benda tersebut.

Bagaimana jika, alih-alih bereksperimen dengan refraksi negatif, kita mencoba menggunakan efek optik transformasional, yang, bahkan di lokasi terpencil, akan memungkinkan kita mencapai tembus pandang dan bahkan mengubah objek bertopeng menjadi sesuatu yang sama sekali berbeda?

Sekelompok ilmuwan teoretis dari Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong menjadi tertarik dengan pertanyaan tentang realitas pelaksanaan tugas semacam itu. Hasil penelitian yang dipublikasikan dalam artikel Illusion Optics: The Optical Transformation of an Object into Another Object di jurnal Physical Review Letters menunjukkan bahwa hal tersebut sangat mungkin terjadi.

Benar, dalam hal ini sekali lagi tidak ada jalan keluar dari penggunaan metamaterial. Esensi utama dari gagasan para ilmuwan Hong Kong adalah sebagai berikut: untuk mencapai tembus pandang suatu benda tersembunyi atau bahkan membentuk ilusi benda lain selain benda asli, Anda dapat menggunakan struktur ganda yang terbuat dari metamaterial berbeda. Pertama yang disebut komplementer bahan perantara "secara optik meniadakan" area yang tertutup, maka material "restoratif" akan memungkinkan objek yang tersembunyi diubah menjadi "ruang kosong" atau yang lainnya.

Dalam kasus pertama - simulasi hilangnya, objek tersembunyi, menurut para ilmuwan, akan transparan seperti udara, yang melaluinya, seperti dalam kasus tembus pandang klasik, segala sesuatu yang lain dapat dilihat. Dalam kasus kedua - mengubah objek tersembunyi menjadi sesuatu yang lain, diperlukan penggunaan teknik transformasi optik yang lebih kompleks.

Namun, para ilmuwan sendiri masih berbicara tentang “transformasi” dalam cara yang murni teoretis. Namun sebagai keuntungan yang sangat nyata dan terbukti secara komputasi dibandingkan teknologi tembus pandang lainnya yang memerlukan kontak langsung dengan “tudung tembus pandang,” para ilmuwan menyebutkan kemungkinan menempatkan struktur ganda metamaterial bahkan pada jarak dari objek yang tersembunyi/ditransformasikan secara optik, sementara masih ada. kemungkinan teoritis kendali jarak jauh dan kontrol area tembus pandang.

Sayangnya, seperti kebanyakan kajian teoretis, gagasan transformasi optik ganda menggunakan metamaterial masih memiliki sejumlah masalah yang belum terpecahkan dalam praktiknya. Memperoleh bahan dengan indeks bias positif sebenarnya tidak menimbulkan kesulitan produksi, sedangkan bahan dengan indeks bias negatif yang diperlukan untuk percobaan praktis - struktur dengan efek penundaan fasa - masih lebih dikenal sebagai objek penelitian laboratorium daripada produk massal.

Namun, sekelompok ilmuwan teoretis Hong Kong telah memulainya implementasi praktis ide bekerja sama dengan sekelompok peneliti eksperimental. Sementara satu kelompok bereksperimen dengan gelombang elektromagnetik, kelompok lain mengeksplorasi prinsip yang sama seperti yang diterapkan pada gelombang suara. Diharapkan apabila terjadi keberhasilan penelitian dengan gelombang suara, ekstrapolasi hasil ke frekuensi yang lebih tinggi, termasuk jangkauan terlihat, akan berjalan lebih cepat.

Faktanya, terdapat puluhan tim ilmiah di dunia yang menangani penerapan praktis tembus pandang, termasuk dengan bantuan metamaterial, termasuk di Rusia. Hal lainnya adalah bahwa pasangan contoh di atas umumnya menunjukkan tingkat pencapaian umum dari teknologi ini: di suatu tempat eksperimen dengan tembus pandang pada skala nano sudah berlangsung, dan di suatu tempat kita masih membicarakan ide-ide yang disajikan hanya di atas kertas, dalam bentuk teoretis.

Namun, saya tidak bisa menahan diri untuk tidak mengutipnya rencana ambisius Ilmuwan Hong Kong - inilah yang mereka tulis dalam ringkasan artikel mereka: Alat ilusi jenis ini juga memungkinkan orang melihat menembus dinding.

Wow! Belajarlah untuk menjual ide pada akarnya: teknologinya masih dalam teori, tetapi mereka sudah berbicara tentang “kemampuan untuk melihat menembus dinding”! Aerobatik! Omong-omong, para ilmuwan dari Berkeley jauh lebih menahan diri dalam mengomentari masa depan penemuan mereka, meskipun mereka dengan senang hati berbicara tentang “mikroskop jenis baru dan dasar fotoelektronik, yang dapat menjadi dasar komputer cepat di masa depan. .”

Namun, tidak ada seorang pun yang memiliki ilusi bahwa jika eksperimen tersebut berhasil, militer akan menjadi pihak pertama yang menerapkan teknologi tersebut. Konfirmasi tidak langsung mengenai hal ini juga dapat berupa fakta bahwa penelitian di Laboratorium Berkeley didanai tidak hanya oleh Kantor Sains di Departemen Energi AS, tetapi juga oleh Kantor Penelitian Angkatan Darat AS. Sangat jelas bahwa bahkan pada tahap penelitian ini, bahkan metamaterial logam yang membuat objek tidak terlihat dalam panjang gelombang gelombang mikro mungkin dapat memberikan kehidupan kedua ke dalam proyek pesawat tak terlihat radar dan peralatan militer lainnya. Apa yang bisa kita katakan tentang kemungkinan menciptakan permukaan yang tidak terlihat oleh mata manusia? Di sini militer memiliki bidang penerapan praktis yang paling luas.

Namun, warga sipil juga dapat mengandalkan prospek yang baik untuk menggunakan topi tembus pandang, meskipun dilihat dari laju perkembangannya, masih sangat, sangat dini untuk membicarakan tentang topi tembus pandang yang sebenarnya.

Kemungkinan besar, teknologi tembus pandang pada awalnya akan diimplementasikan dalam bentuk perangkat mini aplikasi teknis, maka sampel yang lebih besar akan muncul - kemungkinan besar dengan struktur bertumpuk, dan hanya dalam waktu yang sangat lama kita dapat berbicara tentang mencapai tembus pandang optik pada skala tubuh manusia, tangki, atau rumah. Namun demikian, hampir tidak ada orang yang meragukan bahwa di antara teknologi luar biasa, tembus pandang akan ditaklukkan sebelum, katakanlah, keabadian. Pada akhirnya, dalam kasus tembus pandang, kita hanya berbicara tentang mengasah dan meningkatkan teknologi.

Dalam pengertian sehari-hari, yang mereka maksud biasanya adalah jangkauan optik (visibilitas dengan penglihatan manusia), namun, misalnya, pesawat siluman praktis tidak terlihat dalam jangkauan radio, sedangkan secara optik pesawat tentu saja terlihat.

Baru-baru ini, prasyarat telah muncul untuk pembuatan perangkat (lebih tepatnya, bahan) yang menyembunyikan (yaitu, membuat tidak terlihat) suatu objek, meskipun sejauh ini dalam rentang gelombang optik yang sempit. Pada saat yang sama, tidak ada batasan teoretis untuk menciptakan “tutup tembus pandang” yang lengkap; terlebih lagi, keberadaan bahan-bahan tersebut direduksi menjadi masalah matematika, yang kemudian menghasilkan beberapa hasil yang menarik.

Riset ilmiah

Mereka mencoba mencapai keadaan tidak terlihat dengan menciptakan kamuflase optik. Maka, pada tahun 2003, mahasiswa Universitas Tokyo melakukan percobaan dengan menggabungkan kamera dan proyektor dalam jas hujan. Video yang direkam di belakang punggung diproyeksikan ke dada, menyebabkan pemakai jubah menjadi tembus cahaya. Orang Amerika telah mencapai kemajuan yang signifikan dalam penelitian semacam itu. Pada tahun 2006, tim dari Pratt School of Engineering di Duke University di North Carolina membuat silinder tembaga tidak terlihat dalam dua dimensi dengan mengelilinginya dengan cincin dari fiberglass dan kawat mikroskopis. Pada tahun 2008, sebuah tim di Universitas California, Berkeley mencapai tembus pandang 3D dengan menciptakan jaring serat mikro perak yang tidak memantulkan atau menyerap sinar cahaya. Akibatnya, mata hanya menangkap cahaya dari objek yang terletak di belakang objek yang disamarkan tersebut. Teknologi seperti itu di masa depan mungkin mengarah pada penciptaan perlengkapan yang sekarang fantastis - jubah tembus pandang.

Jejak budaya

Cerita rakyat

• Topi tembus pandang - elemen cerita rakyat Rusia

Literatur

• Kacamata ajaib- cerita oleh Ivan Shteven (1845)
• Peniruan Dr. Ilyichev- cerita oleh Nikolai Toman
• Botol ajaib- cerita oleh Rosalia Amusina (topi tembus pandang elektronik)
• Jubah Gaib adalah salah satu dari tiga Relikui Kematian dalam novel Harry Potter.
• Bright Personality adalah kisah satir karya Ilya Ilf dan Evgeny Petrov.
• Kamuflase termo-optik dalam komik fiksi ilmiah "Ghost in the Shell"

Bioskop

• Dalam serial Misfits, Simon Bellamy (Iwan Rheon) memperoleh kemampuan menjadi tidak terlihat
• Predator juga mempunyai alat penyelubungan, namun hal itu tidak membuat mereka sepenuhnya tidak terlihat.
• Kamuflase termo-optik dalam film adaptasi komik fiksi ilmiah "Ghost in the Shell"

Permainan komputer

Prinsip tembus pandang sebagian atau seluruhnya telah mendapat pembenaran ilmiah teoretis dan dipraktikkan secara luas sebagai properti karakter dan unit di hampir semua jenis video game: permainan strategi, permainan peran, penembak orang pertama, permainan aksi:

• StarCraft: Unit khusus Terran memiliki medan siluman yang membutuhkan energi untuk mempertahankannya, dan beberapa unit Protoss memiliki kemampuan tembus pandang permanen.
• Team Fortress 2: Kemampuan kelas mata-mata.
• Krisis: Setelan Nano.
• World of Warcraft: Rogue mempunyai hak untuk mendapatkan tembus pandang.
• WarCraft 3: pahlawan dapat meminum ramuan tembus pandang dan tetap dalam kondisi ini selama beberapa waktu.
• Deus Ex dan Deus Ex: Invisible War: Kemampuan untuk memasuki keadaan tembus pandang, dimediasi oleh nanoteknologi canggih, dapat digunakan oleh karakter utama permainan.
• Game Elder Scrolls secara tradisional menampilkan mantra dan ramuan tembus pandang.
• Fallout 3: salah satu yang berguna item permainan adalah pertarungan sembunyi-sembunyi yang secara signifikan meningkatkan poin sembunyi-sembunyi karakter selama beberapa waktu dengan munculnya efek visual yang khas. Add-on "Operation Anchorage" memperkenalkan setelan siluman Tiongkok "Black Ghost" ke dalam game, memberikan karakter tembus pandang permanen saat dia dalam posisi berjongkok.
• Seri Mass Effect: Kelas karakter Pramuka memiliki kemampuan Kamuflase Taktis. Penggunaannya berkaitan erat dengan fungsi generator efek massa yang dapat dikenakan. Dalam mode kamuflase taktis, karena peningkatan konsumsi energi, penghalang kinetik tidak dipulihkan, dan efeknya dibatasi waktu.

Musik

• manusia tak kasat mata (lagu RATU dari album Miracle 1989)

Lihat juga

Catatan

Yayasan Wikimedia.

• Sinonim
• Aliansi Nasional

Neiva

Lihat apa itu "Gaib" di kamus lain: tembus pandang - tembus pandang, mikroskopis, tembus pandang, tidak dapat dibedakan Kamus sinonim Rusia. kata benda tembus pandang, jumlah sinonim: 6 mikroskopis (5) ...

Kamus sinonim tembus pandang - Berarti kematian, kekuatan magis. Dilambangkan dengan jubah, mantel, kerudung dan topi...

Kamus sinonim Kamus simbol - Dan. terganggu kata benda menurut adj. Kamus Penjelasan tak kasat mata oleh Efremova. T.F.Efremova. 2000...

Kamus penjelasan modern bahasa Rusia oleh Efremova

Gaib (StarCraft) ketidaktampakan Tuhan - ♦ (ENG Tuhan, dalam visibilitas) (lat. invisibilitas Dei) Tuhan adalah Roh (Yohanes 4:24), dan oleh karena itu Dia tidak dapat dilihat kecuali Dia sendiri yang ingin dilihat...

Kamus Istilah Teologi Westminster Tak terlihat - Gaib - ketidakmungkinan karena alasan apa pun mendaftarkan objek secara keseluruhan atau sebagian dalam rentang yang berubah-ubah gelombang elektromagnetik

Manusia Tak Terlihat- Istilah ini memiliki arti lain, lihat Manusia Tak Terlihat (arti). Manusia Tak Terlihat ... Wikipedia

Detektor (StarCraft)- Sampul CD Asli StarCraft Pengembang Blizzard Entertainment Penerbit Blizzard Entertainment, Sierra Entertainment, Soft Club Localizer ... Wikipedia