作者jfsu (水精灵)
看板ScienceNote
标题量子隐形
时间Mon Feb 4 17:30:48 2013
: 还记得电影哈利波特里面的隐形斗篷吗?这种神奇的效果,不久後可能会出现在战场上,
: 美军承包商正在研发一种新世代迷彩装,利用弯曲光线的特殊布料,几乎可以让使用者
: 凭空消失。
: 哈利波特当中的隐形斗篷,实在太神奇了,但专门研发迷彩设备的业者,正在研发所谓
: 的「量子隐形」技术,号称可以达到类似效果,让使用者彷佛凭空消失,完全融入背景
: 当中。
: 8年前,美军砸下50亿美金,发展一套万用迷彩装,希望不论在哪种地形上,都能发挥
: 效果,但实际派上用场,阿兵哥却抱怨连连,说连小孩子都骗不了,真正的万用迷彩装
: ,可能要仰赖这种新世代隐形技术。
: 由於特殊布料,能让光线转弯或绕射,因此肉眼只会看到後面的东西,从神出鬼没的狙
: 击手,到不幸坠落敌国境内的飞行员,只要有1件隐形迷彩装,就能大大提
: 升生存机率,尽管技术还在研发当中,但潜力无穷,令人期待。(
: 民视新闻 李汉威 综合报导)
: http://0rz.tw/IW7EK
底下我来补充关於这类隐形技术。
说到隐形,根据
马克士威尔方程式,它是一种与
原子有关的性质。假设乡民没有像
哈利波特一样有隐形斗蓬,那你唯一可做的就是
将自己液化,再
加热到汽化,然後
把自己变成晶体,最後把自己
加热再急速冷却。(原理不再此论述,请参考马克士威尔
的光理论与原子理论。)
承上,就算你是白袍巫师甘道夫,要实现上述每一个步骤都非常困难!不过,目前
最看好一种叫做
『超材料』的新奇玩意!人们可以透过它来做到隐形。由於超材料
是
违反光学定律,一度被认为不可能做出。
2006年,一项由美国国防部赞助、杜克大学(Duke University)、英国皇家学院(Imperial
College)的研究成功地突破旧有的认知,
制造出可以在微波下隐形的物体。
何谓『超材料』?google请向右,百度请向左。
(最初的构想由苏俄科学家 Victor Veselago在1967年提出。)
制造方式:在普通材料中植入能令电磁波以非正统方式转弯的细小植入物。
植入超材料里的构造一定要小於射线的波长,如微波的波长为3cm,如果要让微波改变
路径,植入物一定要小於3cm。
简而言之,它的厉害之处就是能
操控折射率(index of Refraction)。还记得
国中理化课有提到:
光经过透明的介质时会改变方向,好比将手放进水中,或是透过
眼镜的镜片看东西。水和玻璃(就是上述中的介质)会令光的行进路线扭曲或转向。
(这是因为
水和玻璃内数以万计的原子会减缓光的速度;真空之下,光速是维持不变。)
将
光速除以它进入介质後速度就是折射率;介质的密度越大,折射率越高,光转弯的
幅度越大。
根据这个道理,只要控制超材料的折射率,让光线在物体周围绕行,这个物体就会隐形。
(因为光线进不到我们的眼中。)要做到这一点,
折射率要为负值!
的确,每一本教科书都会跟你说
this is impossible! 但这几年,超材料已在实验室
制造出来,
光学教材将得为此重新改写。
最後,这类的新闻通常被如此写道:
妓者:「隐形斗篷何时能问世?」
科学家:「我们对於超材料的研究仍持续进行...」
妓者:「我是说,隐形斗篷何时能问世?」
科学家:「嗯...」
妓者(哭着哀求):「拜托,给个数字就好,像是几个月或几年,我急着交稿...。」
科学家:「好吧,...大概十五年吧...。」
新闻跑马灯:
╔═══════════════════════╗
║科学家宣称再过15年哈利波特的隐形斗篷就要问世!║
║
公道价八万一!超市就可以买得到! ║
╚═══════════════════════╝
注:
上述并非玩笑,而是真有其事!2006年,该名科学家在新闻刊登之後拒绝再给出
任何时间表!
要将隐形技术
由微波推展到可见光的领域还有段非常难的技术障碍要克服,目前是运用
奈米技术来实现。已知的方式如:借用半导体产业的微影蚀刻技术(Photolithography)
或是发展光子晶体(Photonic Crystal),甚至是电浆子光学(Plasmonics)。
最後,补充一点,这种斗篷有个缺点,你躲进去就看不到外头了。解决的方式是,
你得装个玻璃来让部份的光线折射到你的眼中,不过,外头的人会看到有一双眼睛
飘浮在空中....。
参考书籍:
1.电影中不可能的物理学
2.wikipedia
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