Áo tàng hình 3D đầu tiên hoạt động trong không gian tự do

Các nhà vật lí ở Mĩ khẳng định đã tạo ra áo tàng hình 3D đầu tiên có thể hoạt động một mình trong không gian tự do. Cái áo tàng hình trên, xây dựng trên một lớp vỏ “plasmon”, có thể che giấy một khối trụ cỡ bằng điếu xì gà trước vi sóng – mặc dù hiện nay nó chỉ hoạt động đối với một hướng phân cực vi sóng.

Áo tàng hình đã được triển khai kể từ năm 2006, khi một đội nghiên cứu đứng đầu là David Smith tại trường Đại học Duke ở Bắc Carolina, Mĩ, tạo ra một dụng cụ có thể dẫn hướng vi sóng thuộc một tần số rất hẹp đi vòng quanh khu vực đường kính vài centi mét. Dụng cụ trên được xây dựng trên một “siêu chất liệu” gồm một ma trận những bộ cộng hưởng làm biến thiên hằng số điện môi và độ từ thẩm trong toàn bộ áo. Những biến thiên tính chất này làm cho vi sóng bị bẻ cong vòng quạnh không gian bị che ẩn giống như nước chảy vòng quanh một tảng đá, chỉ khác là trong không gian 2D.

Kể từ đó, đã có rất nhiều nghiên cứu về sự tàng hình, với một mục tiêu là phát triển một cái áo tàng hình có khả năng che giấy một vật thể vĩ mô trong một ngưỡng rộng tần số ánh sáng nhìn thấy và trong không gian 3D. Hồi năm ngoái, đã có một bước phát triển lớn hướng đến mục tiêu này khi Martin Wegener và các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Karlsruhe ở Đức phát triển áo tàng hình 3D đầu tiên, hoạt động trong vùng hồng ngoại gần. Nhưng đây là một cái áo tàng hình phẳng, “kiểu thảm”, do đó vật được che giấu phải đặt trên một bề mặt, với cái áo thì nằm bên trên. Xét trên phương diện lí tưởng, một áo tàng hình 3D sẽ cho phép một vật đặt cách xa một vật khác, trong không gian tự do.

 

Áo tàng hình 3D

Áo tàng hình plasmon (trên) và một số bộ phận cấu tạo của nó. (Ảnh: Andrea Alù)

Tàng hình plasmon

Nay Andrea Alù và các đồng nghiệp tại trường Đại học Texas ở Austin, khẳng định vừa tạo ra được một áo tàng hình như thế. Không giống như những thiết kế siêu chất liệu trước đây, dụng cụ trên được xây dựng trên một khái niệm tàng hình plasmon, trong đó ánh sáng tán xạ bởi một vật bị triệt tiêu chính xác bởi một lớp vỏ bên ngoài. Các chất liệu plasmon có những tính chất đặc biệt ở những tần số nhất định mà bức xạ điện từ có thể kích thích những dao động electron gọi là plasmon. Lớp vỏ đó hoạt động vì nó có hằng số điện môi rất thấp, cho nó một hướng phân cực ngược với hướng phân cực của vật. Do đó, mọi ánh sáng tán xạ khỏi vật sẽ bị triệt tiêu hết, và vật dường như trong suốt.

Nhóm nghiên cứu của Alù thu được kết quả này với một khối trụ điện môi rỗng dài 18 cm và có đường kính 2,5 cm, cấu tạo gồm tám đoạn. Ở tần số 3 GHz, sự tán xạ của những vi sóng phân cực bị giảm hơn 9 dB đối với ngưỡng góc 60o.

Martin Wegener nghĩ nhóm của Alù thật sự đã thực hiện được minh chứng không gian tự do này, nhưng ông lưu ý những nhược điểm nhất định. Một là áo tàng hình trên chỉ có thể che giấu một vật điện môi, chứ không phải vật kim loại. Một nhược điểm nữa là áo tàng hình trên chỉ hoạt động đối với ánh sáng vi sóng phân cực, cho nên người quan sát “phải đeo kính phân cực vào thì mới nhận ra sự tàng hình”, ông nói.

Đòi hỏi phản ứng đẳng hướng

Tuy nhiên, Alù đề xuất rằng có một phương pháp chế tạo một áo tàng hình tương tự đối với ánh sáng chưa phân cực. “Để dễ triển khai, chúng tôi đã chọn một thiết kế siêu chất liệu dị hướng, và do đó nó chỉ hoạt động với một hướng phân cực”, ông giải thích. “[Nhưng] trên nguyên tắc, người ta có thể đi tới những thiết kế siêu chất liệu khác, thí dụ như những môi trường dây 3D hoặc những ma trận thể vùi đẳng hướng, mang lại một phản ứng đẳng hướng độc lập với hướng phân cực đang tác động”.

Martin McCall, một nhà lí thuyết chuyên về áo tàng hình tại trường Imperial College London nghĩ rằng thí nghiệm trên vẫn có xa với so với “giấc mơ” về một áo tàng hình hoạt động trong không gian 3D trong ngưỡng rộng tần số ánh sáng nhìn thấy. “Tôi muốn nói đây là một bước phát triển thú vị, nhưng nó chỉ mang chúng ta tiến gần thêm một bước nhỏ mà thôi”, ông nói.

Tham khảo: arXiv:1107.3740.

Nguồn: physicsworld.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com