אם ניתן לייצר גלימה שתעטוף את הגוף הנמצא בתוכה, כך שיהפוך לבלתי-נראה מבחוץ?
מאמר תיאורטי שפורסם לאחרונה [1] הראה כי באופן עקרוני חומר אשר נתון בשדה קרינה, יכול להגיב לאור אשר מתפזר ממנו כאילו היה חלל ריק דרכו עוברות קרני האור ללא הפרעה. במילים אחרות, התכונות האופטיות של החומר מבצעות "חיקוי" של תכונותיו האופטיות של חלל ריק.
אם נתייחס לאור כאל גל, הפוגע בפני השטח של החומר המיוחד, אזי הוא אינו מוחזר לאחור, אלא "עוקף" את הגוף וממשיך אחריו בקו הממשיך את כיוון תנועתו המקורי.
לאחרונה [2] חוקרים מאוניברסיטת דיוק וחברת "סנסור-מטריקס" בארצות-הברית ,ומהאימפריאל קולג' בלונדון, ייצרו "גלימה" (Cloak) בצורת גליל שטוח הבנוי ממספר טבעות, [ראו תמונה (1)]
תמונת מבנה הגלימה הדו-מימדי*
שרטוט של מערכת הניסוי*
והדגימו את עקרון הפעולה של השיטה החדשה באמצעות הסתרה חלקית של גליל נחושת אשר הונח במרכז הגלימה [ראו תמונה (2)]. גלים אלקטרומגנטיים בתדר המיקרו-גל [בצבעי כחול וצהוב בתמונה] הוזרקו אל תוך החלל השטוח, התחום על-ידי קירות משוננים הבולעים את רוב הקרינה המגיעה אליהם. במרכז החלל הונח גליל הגלימה [הגליל הירוק] אשר במרכזו "הוסתר" גליל הנחושת [לא מופיע בתמונה]. מעל לחלל הונחה אנטנה קטנה, באמצעותה מיפו החוקרים את תבנית הגלים באזור גליל הגלימה.
והדגימו את עקרון הפעולה של השיטה החדשה באמצעות הסתרה חלקית של גליל נחושת אשר הונח במרכז הגלימה [ראו תמונה (2)]. גלים אלקטרומגנטיים בתדר המיקרו-גל [בצבעי כחול וצהוב בתמונה] הוזרקו אל תוך החלל השטוח, התחום על-ידי קירות משוננים הבולעים את רוב הקרינה המגיעה אליהם. במרכז החלל הונח גליל הגלימה [הגליל הירוק] אשר במרכזו "הוסתר" גליל הנחושת [לא מופיע בתמונה]. מעל לחלל הונחה אנטנה קטנה, באמצעותה מיפו החוקרים את תבנית הגלים באזור גליל הגלימה.
בתמונת הגלים (3) ניתן לראות את הדמיית המחשב לעומת הניסוי בפועל: בשורה הראשונה הדמיית מחשב עבור גלימה מושלמת (A) לעומת גלימה עם פרמטרים הדומים לניסוי (B). בשורה התחתונה מופיעות תוצאות הניסוי ללא גלימה (C) ובתוספת גליל הגלימה (D). התמונות (C) ו- (D) מדגימות
את שני העקרונות הנדרשים ל- "רואה ואינו נראה": הגוף המוסתר מחזיר פחות אור, ויוצר פחות צל אחריו ביחס. לסיכום, ניסוי זה הינו הדגמה ראשונה ושימושית של שיטת תכנון חומרים מיוחדים חדשה, באמצעותם ניתן "לשלוט" בנתיבי הקרינה האלקטרומגנטית.
הדמיות מחשב ותוצאות הניסוי*
בבליוגרפיה
1. J. B. Pendry, D. Schurig, D. R. Smith, Controlling Electromagnetic Fields, Science 312, 1780 (2006).
2. D. Schurig, J. J. Mock, B. J. Justice, S. A. Cummer, J. B. Pendry, A. F. Starr, D. R. Smith, Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies, Science 314, 977 (Nov. 2006).
*From Schurig et al., Science 312, 1780 (2006). Reprinted with permission from AAAS.
מאת: ירון גרוס
המחלקה לפיזיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
