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隐形斗篷不再是梦:科学家研发出可实现隐形的材料和技术

2006-06-08 13:51 杨孝文 bioguider.com 阅读 0
核心摘要: 科学家研发出一种特殊的人造材料,可以控制光线及物体周围的电磁射线,实现隐身效果。这种材料被称为元材料,可以让电磁射线向任何方向折射。研究人员正在用这种材料研制隐形服,但仍需要克服四大技术难关。隐形技术在军用和民用方面的前景很广阔。

设想一下有一件看不见的斗篷,就像哈利·波特从他父亲那儿继承来的那件一样,穿上后就能神奇地隐身!再设想一下海边有一个炼油厂,可是你却看不见它,一点不影响海边的美丽风景!你认为这是天方夜谭?英国和美国的研究人员却说,现在可以做到这一点了。

特殊人造材料是隐形关键。制作隐形服装的关键是一种特殊的人造材料,它既非自然界中的材料,也并非来自哈利·波特的魔法学校。英美研究人员发明的材料,是用来控制光线及物体周围其他的电磁射线,让这些光线和射线给人“隐身”的感觉,就像是隐藏在太空的黑洞里一样。

美国宾夕法尼亚大学的电子与系统工程教授纳达尔·恩格赫塔说:“这是一种非常有趣的科学,也是一种非常有趣的创意,得到了数学和物理学伟大的基础支持。”事实上,恩格赫塔正在用一种被称为元材料(metamaterials)的新奇材料,研制隐形服。英国物理学家彭德利和同事也使用元材料,它能让电磁射线比如无线电波或可见光等,向任何方向折射。

用这种材料制成的外衣,既不反射光线也不投射阴影。就像一条小河沿着一块平滑的大石头流淌一样,光线和电磁射线,照射到斗篷上后就顺着衣服“流走”了,就好像从未碰到障碍物一样。旁人无法在衣服上看到光线,一切就这样消失了。

美国东北大学的物理学家、切尔顿微波公司的设计工程师帕坦加利·帕里米说:“是的,如果有人穿上用这种材料制作的斗篷,他就能隐身。”

需要克服四大技术难关。这种隐形斗篷目前还不存在,但彭德利说,18个月内就能研制出这种特殊人造材料,并很快造出隐形斗篷。

哈利·波特穿着隐身斗篷,可以神不知鬼不觉地在魔法学校飞来飞去,不过彭德利认为,现实生活中的这种技术与哈利·波特的斗篷不一样,它不能被穿在身上。他说:“在现实中,叫它斗篷其实是用词不当,称其为‘防护罩’应该更合适。”

当然,开发隐形技术并不像小说《哈利·波特》般富有传奇色彩,科学家需要解决四大科学难题:

1.为达到完全隐形的效果,通过离被隐形物体最近的光波,必须以超过相对论的“光速极限”(注:在爱因斯坦的相对论中,光速无法被超越。)的方式偏转。幸运的是,爱因斯坦的理论允许平滑光脉冲经历这样的转变。

2、隐形效果只对特殊范围的波长有作用,只能在非常小的频率范围内发挥效果。

3、防护罩可用于覆盖任何形状的物体,但不能飘动。移动的物体会破坏隐形效果。

4、研制出针对雷达的隐形材料还相对容易,其内部结构用毫米计算即可。但要研制出针对视觉的隐形材料,则难度很大,其结构必须是纳米(注:十亿分之一米)级别的。此外,科学家还要考虑使潜艇和军舰等更重更大的物体隐形。

军民两用前景广阔。隐形技术在军用和民用方面的前景很广阔。例如,可研制一种容器遮蔽核磁共振扫描仪干扰;可建隐形罩以避免障碍物阻挡手机信号;甚至可在炼油厂上建一个隐形罩,使它不影响海边的美丽风景。医生手术所戴的手套使用“隐形”技术,医生动手术的手就会变得“透明”,不会挡住需要手术的部位。飞机驾驶舱的底部“穿”上“隐形衣”,飞机着陆时,驾驶员就能很清楚地看到地面跑道的情况,着陆时就更安全。

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