Trollkarlens osynlighetsmantel kan bli verklighet
Forskare världen över har i åratal jobbat med att undersöka möjligheten att böja ljus runt föremål så att de inte verkar finnas där. Alltså en slags ”osynlighetsmantel”. Hittills har det bara varit möjligt i sagans eller science fictionens värld – så som i Star Trek eller i Harry Potter. Men nu verkar forskarna vara hemligheten om osynligheten på spåren.
Den ansedda amerikanska forskningstidskriften Physical Review Letters of American Physical Society har publicerat en artikel som baserar sig på ett samarbete mellan forskare från KTH i Kista och Zhejiang University i Kina.
– Vi är mycket glada. Det är alltid roligt när ens forskning uppmärksammas av den internationella forskarvärlden, säger forskargruppens ledare Min Qiu som finns på KTH ICT (KTH skolan för Informations- och kommunikationsteknik).
Forskare i USA och England har nyligen tagit de första stegen för att skapa ”Harry Potters” ”osynlighetsmantel”. De har visar att en mantel av metamaterial som formats till en kolumn kan göra ett objekt osynligt. Det svensk-kinesiska samarbetet har resulterat i en teoretisk studie som bekräftar att den föreslagna kolumnens utformningen kommer att resultera i perfekt osynlighet om man har rätt metamaterial.
– Det är inte vi som kommit fram till idén hur man åstadkommer osynlighet, förklarar Min Qiu. Men vi har teoretiskt kunna bevisa att den föreslagna manteln (kolumnen) verkligen är perfekt för den förslagna våglängden av ljuset. Ett annat viktigt resultat är att den perfekta osynligheten inte är riktigt realistisk, eftersom en mycket liten avvikelse i manteln kan medföra att det osynliga objektet blir synligt.
Nyckeln till det hela är att metamaterial tvingar ljuset att följa en viss bana. Forskningsgruppen har visat att en mantel gjort enligt ideala specifikationer skulle kunna göra ett objekt inuti helt osynligt. ”När elektronmagnetiska vågor passerar genom osynlighetsmanteln kommer den att föra ljuset runt objektet för att sedan återgå till den ursprungliga banan utan att störa det yttre fältet” som forskarna själva förklarar i sin artikel.
– Det är än så länge helt teoretiskt, understryker Min Qiu. En grov demonstration har gjorts av professor David Smiths forskningsgrupp vid Duke University i USA. Manteln fungerar på mikrovågsnivån – alltså ännu inte för synligt ljus. Och experimentet hade vissa brister eftersom man endast hade en förenklad mantel, som inte gav perfekt osynlighet.
Det finns några hinder innan man kommer att kunna tillverka en osynlighetsmantel – något som står högt på många barns önskelistor. Det största problemet är att minsta lilla defekt på manteln – eller om den inte helt täcker objektet – medför att ljuset kommer att skingra manteln och objektet blir synligt igen. Om man t ex tar bort ett tunt lager av mantelns inre vägg så kommer objektet att börja bli synligt – först som en tunn linje med förvrängd bakgrund. Tar man bort ytterligare lager så blir objektet allt synligare och bakgrunden allt mer förvrängd. Än så länge vet inte forskarna hur det mänskliga ögat kommer att uppfatta den här förvrängningen.
– Vi har ännu inte gjort några experiment, även om vi tänker på det, berättar Min Qiu. Det skulle verkligen vara en riktig utmaning. Förslaget för osynlighetsmanteln är ännu inte riktigt realistiskt, och vi jobbar med att hitta sätta att komma fram till en realistisk design som skulle kunna tillämpas i den praktiska världen. Och det är ingen lätt sak.
Kontaktinformation
Mer information
Min Qiu
08-7904068
0707-19406
min@kth.se
