陈根:隐形斗篷,在科学下现身
一种新材料的发现,却开始将“隐形”带入科学的范畴。拥有一件隐形的斗篷,或许不日真的将出现在人们的生活。
隐形斗篷,可以是魔法,可以是科幻,但很难是科学。到目前为止,“隐形”的概念大多仍然存在于人们的想像之中,而打上“隐形”标签的物品,也常常被人们以新奇的眼光来看待。然而,一种新材料的发现,却开始将“隐形”带入科学的范畴。拥有一件隐形的斗篷,或许不日真的将出现在人们的生活。
从科学的角度来看,所谓的隐形设备其实就是能够散射和弯曲光线,从而产生隐形效果的设备。而想要获得隐形的效果,也就是需要寻找能够散射和弯曲光线的材料。新型光学器件技术中的超材料就是这样一种经过特殊设计的材料,这种材料的性质主要来源于人工结构,而非构成其结构的材料组分。
上世纪90年代,英国的物理学家潘德瑞提出了一种设想,潘德瑞认为,金属单元可能会与电磁波发生响应,它产生谐振后会在谐振频率附近发生响应。而这个响应非常类似于负单元尺度的介电常数,同样地,这一谐振可能会产生一个负的磁导率。根据这一设想,2000 年,美国物理学家斯密斯的课题组将金属线和金属环放在一起在一定频段、谐振频段的电磁波下,成功观测到负的折射率。
这一实验的影响是意义重大的,这证明了人们可以通过利用人工设计单元做出“物质”,而这个“物质” 可能会获得自然界中完全没有的性质。正是借助于超材料的想法,有人提出了完全隐身的设计,就类似于《哈利波特》中的隐身衣,通过散射和弯曲光线实现隐身的目的。
尽管超材料的出现为人们改造世界提供了全新的思路,但其一个局限就在于昂贵且难以生产。而现在,中国科学家们则表示,他们似乎找到了更适合的材料来代替超材料,以制造这些隐形设备,即三氧化钼材料(a-MoO3)。
根据研究人员,a-MoO3 具有一些独特的性质,可以为控制能量流提供一个极好的平台。该团队的模拟结果表明,当圆柱形或卷起的a-MoO3材料取代超材料时,简化的隐身集中器可以获得电磁隐形和能量集中的效果,这将是一个近乎完美的隐形装置所展示的效果。
事实上,近年来,转换光学一直是物理学的一个热门话题,这主要归功于一个发现,即光在连续介质中的路径可以跟它在经历了坐标变换的弯曲空间中的传播相同。这样做的结果是,当光穿过一种材料时,它的行为可以被操纵,这就导致了大量新型光学设备的诞生,比如隐形斗篷—— 一种可以覆盖物体并弯曲物体周围光线使其几乎消失的伪装材料,以及其他光学错觉设备。
物理确实是神奇的,也是颠覆的,随着对a-MoO3的深入了解,在未来,人们或许真的能够拥有一件隐形的斗篷。
最后,
新书推荐1
古人也在想象人工智能?我们和病毒有什么关系?物理学中的四大神兽是什么?真的有神奇的意念控制法吗?……知名科技作家讲给孩子的前沿科技课,带领孩子了解就藏在你身边的高科技,一起探索未来无限可能!汇集生物、地理、化学、数学、地球科学、天文、人体科学等10余种诸多当下热门的高科技话题、上100种的科普知识点,更有多门学科历史的发展回顾,一眼看清前沿科学技术的过去的未来。培养孩子多学科的兴趣与爱好,让他们看到更大的世界和更远的未来,拥有科学思维意识,才能勇敢直面未来挑战!
《给孩子讲前沿科技》
购买请扫描
京东官方二维码
新书推荐2
在经济全球化趋势不断加强的当代社会,金融活动正全面渗透在每一个人的日常生活中。金融学的影子无处不在。我们在生产、消费、投资和理财时,都在有意无意地运用金融学的规律和法则。掌握基本的金融学知识,能够帮助我们更加透彻地了解点滴生活背后的本质与真相,指导我们以理性、科学的方式作出经济决策,从而以最小的投入获得理想的收益。与此同时,金融学的知识又能够帮助我们领会国家的金融政策,帮助企业制定经营战略,有利于个人调整投资理财结构,从而实现自身资产的升值。
《金融学入门一本通》
购买请扫描
京东官方二维码
新书推荐3
经济学的本质在于研究、把握和运用经济规律,实现资源的优化配置与优化再生,最大限度创造、转化和实现价值,满足人类物质文化生活的需要与促进社会可持续发展,其重要性不言而喻。坦白来讲,简单阅读几本关于经济学的书籍,并不足以让我们成为一个叱咤经济市场的风云人物,也不会让我们成为一个真正的经济学家。但在当今社会,“像经济学家一样的思考问题”是很有必要的。无论是对于企业家还是消费者,无论是资本主义国家还是社会主义国家,经济学的基本原理是放之四海而皆准的,它帮助我们理解经济现象的因与果,为自己的经济行为决策提供依据,而掌握好最基础的经济学原理,就好比是搭建高楼大厦的“地基”。
《经济学入门一本通》
购买请扫描
京东官方二维码
新书推荐4
数字孪生代表了继搜索和社交媒体之后的互联网“第三波浪潮”,正如我在《数字孪生》中所言,数字孪生技术是未来实体产业的基石,是一项产品全生命周期管理的颠覆性技术,不论是制造业、建筑业,还是航空航天领域,都会因数字孪生技术而发生革命性的变化。毫无疑问,数字孪生技术是一场现代工业的新生产要素的革命,是新基建的基建,一项这个时代不可不知的趋势技术。
《数字孪生》
购买请扫描
京东官方二维码
陈述根本
不偏不倚,刚刚好
虎嗅网、钛媒体、凤凰网、企鹅号、大鱼号、澎湃、新浪、网易、搜狐、福布斯、今日头条、百度百家、界面、知乎等媒体认证专栏作家 返回搜狐,查看更多
责任编辑: