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科幻“隐形衣”有望梦想成真

来源:中国科技信息网Chinainfo 作者: 2006-12-21

摘要: 波特》小说都有关于隐形衣的情节。近日,梦想终于成为现实,英国伦敦皇家学院的研究人员声称很快就会发明出一种新型材料,可以像隐形罩一样罩住其他物体,从而使其隐身不被发现。然而,几种形式的隐形技术将很快用于军事中。彭德介绍说,“研究人员非常有信心,在雷达频率下,这些材料可以在18个月左右的时间内得以应用。...


        据msnbc网站2006年5月25日报道,从远古的神话故事到今天的电影《星际迷航》和《哈里•波特》小说都有关于隐形衣的情节。近日,梦想终于成为现实,英国伦敦皇家学院的研究人员声称很快就会发明出一种新型材料,可以像隐形罩一样罩住其他物体,从而使其隐身不被发现。并不象这些虚构的小说故事那样夸张,真实的工艺技术通常需要具备一定的特点。然而,几种形式的隐形技术将很快用于军事中。

        英国伦敦皇家学院的研究人员约翰•彭德介绍说,“研究人员非常有信心,在雷达频率下,这些材料可以在18个月左右的时间内得以应用。”

        彭德教授研究小组是从事该项研究的两个小组之一。这两个小组取得的结果在正式发表前,将于25日就在《科学》杂志的网站上公布。这两篇文章分别说明了创造隐形技术的不同理论方法,应用范围不仅仅是针对雷达系统,而且还包括潜在的视觉光波。

        还有许多其它的研究小组在寻找可以使物质隐形的方法,从设法消除附近物体上的光波到使用斗篷罩住物体等等。其中最奇特的被称为“元材料(Metamaterials)”  技术,是将聚合材料和微小的锡卷或金属丝混合制成,从而使电磁辐射的路径弯曲。

        美国宾夕法尼亚州立大学的电子工程师纳德•安戈塔早在去年就发表了关于物质隐形的文章,他解释道,超材料是一种非常有意思的物质,有许多控制它的方法。最新发表的研究论文中描述了如何使用超材料将周围物体的光通路扭曲,从而达到隐身的目的。

      美国杜克大学的大卫•史密斯介绍说,“这种隐形罩就像在空间开了一个洞,在另一侧元材料的引导下,所有的光和电磁波在这个区域都不存在,好像隐形了一样。”

        当然,开发隐形技术并不像哈里•波特小说那样富有传奇色彩,科学家还要解决很多科学难题,例如:

        1.为了达到完全隐形的效果,通过被隐形的物体最近的光波必须以超过相对论的光速极限的方式偏转。幸运的是,爱因斯坦的理论允许平滑光脉冲经历这样的向变。

        2.隐形效果只对特殊范围的波长有作用,只能在范围非常小的频率范围发挥效果。

        3.隐形罩可以用于覆盖任何形状的物体,但不能飘动。移动的材料会破坏隐形效果。

        4.元材料内部的微小结构要比想要弯曲的电磁射线波长还要小。想研制出针对雷达的隐形材料还相对容易,因为只是毫米级。但要想研制出针对视觉的隐形材料难度更大,其结构必须是纳米(十亿分之一米)级别的。此外,科学家还要考虑使潜艇和军舰一类更重的物体隐形。

        除此之外,隐形技术在民用方面也有很多应用。例如,可以研制一种容器遮蔽核磁共振扫描仪干扰;可以建隐形罩避免障碍物阻挡手机信号;甚至可以在炼油厂上建一个隐形罩,使它不影响海边的美丽风景。

        除彭德教授领导的研究小组以外,另一个小组来自苏格兰圣•安德鲁斯大学的来恩哈德教授领导的团队。他们在研究报告中提出更简单的方法,将元物质建成圆柱型的隐形罩。他认为,彭德教授的文章给了他很多有益的启示,将两个团队的方案结合起来将会产生实用型设计。



            英文原文链接参见:http://www.msnbc.msn.com/id/12961080/



        美国和英国科学家最近完成了视觉隐身技术的原理研究。科学家称,只要制造出性能合适的材料,实用的“隐身衣”完全可能在近期问世。  

        美国杜克大学和英国伦敦帝国学院科学家的这一成果发表在新一期《科学》杂志网络版上。他们说,视觉隐身的原理实际上是引导光波等“转向”,如果能在现实中实现,它将在诸多领域得到应用。  

        人之所以能看到物体,是因为物体阻挡了光波通过。如果有一种材料敷在物体表面,能引着被物体阻挡的光波“绕着走”,那么光线就似乎没有受到任何阻挡。在观察者看来,物体就似乎变得“不存在”了,也就实现了视觉隐身。  

        杜克大学教授戴维·史密斯等人说,要制造这种扭曲光波的材料,关键是材料的晶格结构特性,而不是其物质构成。他们从麦克斯韦方程出发,推导出了决定材料结构的一套方程式,人们可以按这套方程式来制造隐身材料。史密斯表示,他们有能力在18个月内制造出符合他们方程式描述的材料。  

        科学家说,视觉隐身材料可以用于军事领域,让军事设施、部队等从敌人眼前“彻底消失”。由于光波属于电磁波的一种,按他们的方程式也可以设计出能让其他波段电磁波“扭曲”的材料。比如,能让微波扭曲的材料如果用于无线电通信,就可以减少某些物体对通信的阻碍。

        其他科学家在同一期杂志上评论说,所谓“隐身”,实际上躲不过多波段电磁波的探测,能扭曲一种波的材料,对其他波长的电磁波就无效了。但通过一些改进,可以将视觉隐身的效果提高。

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