Nazwijmy to "Harry Potter i profesorowie niewidzialności".
Fani J. K. Rowling pamiętają zapewne, że ich ulubiony mały magik może dowolnie znikać. Wystarczy, że schowa się pod swoim magicznym płaszczem i... słuch po nim ginie.
W zeszłym tygodniu prestiżowy dziennik opublikował dwa raporty naukowców, którzy odkryli, jak można osiągnąć taki sam efekt bez łamania praw fizyki. Niewidzialność, jak wskazują, jest sprawą zmiany kierunku światła wokół przedmiotu, tak więc całe światło kontynuuje bieg, zamiast skupiać się na przedmiocie. Sprawozdania sugerują użycie w tym celu użycie wysoce przezroczystego materiału. Nawet jeśli obserwator spoglądałby na przedmiot, zobaczyłby tylko to, co znajduje się za nim.
Gdy płaszcz Harry'ego Pottera składa się jedynie z rzeczy znalezionych w magicznych rynkach, takich jak Diagon Alley - najwidoczniej decydujące znaczenie ma futro "Demiguise" - płaszcz opracowany przez naukowców składałby się z materiałów nowoodkrytych, które mogą w niezwykły sposób załamywać promienie świetlne. Naukowcy nie włączeni do prac mówią, że plany wydają się być realne, wymagałyby jednak użycia bardziej rozwiniętych tworzyw, niż istniejące obecnie. Naukowcy uważają także, że praca przedstawia poważny teoretyczny postęp mogący podsunąć nowe pomysły na polu nauki o materiałach.
To bardzo ciekawa koncepcja, powiedział w emailu Steven G. Johnson, docent Instytutu Technologii w Massachussets. Podejrzewam jednak, że jest rzeczą nieprawdopodobną, by kiedykolwiek znalazło się to w sprzedaży (poza Diagon Alley).
Badania mają oczywiste znaczenie dla wojska, które szuka sposobów poprawy techniki bezpieczeństwa użytej w bombowcach B-2. Technologia mogłaby również chronić wyposażenie przez kierowanie promieni wokół niego i prawdopodobnie znalazłaby też użycie w podstawowych badaniach naukowych, jak sądzą naukowcy, których praca opublikowana została w dzienniku internetowym "Science".
Inspirowanie nowych badań jest typem materiału zwanego "metamateriałem". Metamateriały mają szczególne właściwości, ponieważ zbudowane są ze struktur wewnętrznych wystarczająco małych, by nawiązać kontakt ze światłem lub innym promieniowaniem. Pozwala to naukowcom tworzyć urządzenia, które mogą wykonywać takie rzeczy, jak załamywanie światła, czego drogą naturalną nie może spowodować żadna substancja.
Dwa sprawozdania nieznacznie różnią się w kwestii przyjęcia wyzwania niewidzialności. Jedno z nich mówi, że ukrywające urządzenie byłoby grubą sferą przezroczystego materiału, z małym wgłębieniem w środku służącym do ukrycia czegoś, jak wyjaśnił David Schurig, fizyk z Duke University, który jest jednym z trzech autorów raportu.
Światło spoza sfery przepływałoby przez nią, uginało się w znajdującym się w środku wgłębieniu, a następnie wydostawało na zewnątrz. Żadne światło nie mogłoby dotrzeć do wgłębienia ani też uciec z niego. Sfera faktycznie zlewałaby się z tłem.
Artykuł w "Science" opisuje, jak dużo światła musiałoby zostać ugięte w każdej chwili w urządzeniu i udowadnia, że ukryty w środku przedmiot rzeczywiście mógłby się wydawać niewidzialny. Oprócz Schuriga, nad artykułem pracowały również dwie wybitne postaci metamaterialnego świata, David R. Smith z Duke University i John B. Prendy z Imperial College London.
Inny artykuł, napisany przez fizyka teoretyka Ulfa Leonhardta ze szkockiego Uniwersytetu St Andrews, proponuje gruby cylinder wykonany z przezroczystego materiału z dziurą przebiegającą pośrodku. Leonhardt obliczył, jak dużo światła będzie musiało zostać załamane w każdym momencie w cylindrze, by osiągnąć taki sam wynik. Propozycja Leonhardta mogłaby być łatwiejsza do wykonania, mówią naukowcy, ale niewidoczność byłaby w tym przypadku mniej kompletna: obserwator zawsze mógłby zauważyć koniec cylindra.
Badacze prawdopodobnie chcieli po raz pierwszy zbudować pelerynę, która ukrywałaby przedmit przed promieniowaniem mikrofalowym, ponieważ ma ono o wiele dłuższą częstotliwość, niż światło, łatwiejsze byłoby więc tworzenie niezbędnych metamateriałów. Projekty pokazane w "Science" prawdopodobnie zainspirują również inne projekty, które z kolei mogą przyczynić się do nowych eksperymentów.
To jest niczym ruch dziedziny naprzód, powiedział Sridhar Srinivas, specjalista metamateriałów, będący wicerektorem dla badań na Uniwersytecie Północno-Wschodnim.
Autorzy dwóch sprawozdań ostrzegli, że ich propozycje zawierają słabe punkty. Na przykład mogliby pracować tylko przy szczególnych długościach fal świetlnych. Niedoskonałości metamateriałów pogorszyłyby skutek.
Innym problemem jest to, że żadne światło nie mogłoby dotrzeć do ukrytego urządzenia, więc szpieg nie widziałby nic poza nim. Harry Potter może założyć swój płaszcz i czaić się w salach Hogwartu, szpiegując kogo tylko zechce. Nie wspominając o fakcie, że opracowane przez naukowców ukryte urządzenie byłoby statycznym przedmiotem, zamiast giętkiego płaszcza, który można byłoby złożyć i schować do kieszeni. Naukowcy robią to coraz lepiej, ale jak się okazuje, Harry Potter wciąż ma nad nimi przewagę.
Gareth Cook, The Boston Globe, 29 maja 2006
Tłumaczenie: Ivellios
