Naukowcy skonstruowali czapkę-niewidkę

W czwartek w Wielkiej Brytanii po raz pierwszy zaprezentowano działający prototyp "peleryny-niewidki". Na razie jest dość mały i niewidzialny tylko dla mikrofal - informuje "Science Express", internetowa wersja pisma "Science."

Ludzie pragnęli niewidzialności od zawsze - wystarczy wspomnieć grecki mit o pasterzu Gygesie. Opowieści o czapkach-niewidkach czy pelerynach-niewidkach są powszechne i Harry Potter czy płaszcze elfów nie są pod tym względem wyjątkiem, a we współczesnej popkulturze występują różne formy dającego niewidzialność kamuflażu - strój Predatora, preparat Niewidzialnego Człowieka, niewidzialność bohaterów filmu "Ghost in the Shell" czy jeden z samochodów Jamesa Bonda. W serialu "Star Trek" znikają całe statki kosmiczne.

Prawdziwa peleryna niewidka jest dziełem naukowców z Duke University's Pratt School of Engineering. Odbija ona wiązki mikrofal w taki sposób, że opływają "ukryty" obiekt, tylko w niewielkim stopniu zmieniając swoje właściwości - co sprawia wrażenie, że nic w tym miejscu nie ma. Powłoki o takich właściwościach mogłyby znaleźć zastosowanie na przykład w komunikacji bezprzewodowej czy systemach radarowych (albo radaroodpornych pokrowcach na szybkie samochody). "Pelerynę" sporządzono z "metamateriału" o specyficznych właściwościach elektromagnetycznych. Metamateriały to sztuczne kompozyty, z którymi fale elektromagnetyczne oddziałują w sposób, jakiego nie można odtworzyć przy użyciu materiałów naturalnych - a peleryna jest najbardziej, jak dotąd, spektakularnym osiągnięciem w tej dziedzinie. Pozwala ukryć obiekt o teoretycznie dowolnych rozmiarach, niezależnie od tego, z czego został wykonany.

Wcześniejsze próby uzyskania niewidzialności często opierały się na ograniczaniu odbicia fal elektromagnetycznych lub próbach stworzenia pokryć o takich właściwościach elektromagnetycznych, które neutralizowałyby specyficzne własności ukrywanego obiektu. Tymczasem dzięki nowej "niewidce" dowolny ukryty obiekt sprawia wrażenie pustej przestrzeni - eliminowane są zarówno odbicia, jak i cień. Umożliwiły to teoretyczne prace sir Johna Pendry'ego z Imperial College w Londynie.

Zasadę działania peleryny można porównać do zachowania tkaniny, w którą wciskamy szpiczasty obiekt, zmieniając przebieg wszystkich nitek. Powłoka sprawia, że dany obiekt "ukrywa się" jakby znajdował się w zakrzywionej przestrzeni i fale elektromagnetyczne z nim nie oddziaływały. Efekt ten można też porównać do zachowania gładkiego kamienia, opływanego przez wodę w strumieniu.

O ile w przypadku naturalnych materiałów ich właściwości zależą głównie od składu chemicznego, to zachowanie metamateriałów zależy głownie od ich fizycznej struktury. Na razie niezwykła powłoka ma tylko centymetrów średnicy i zapewnia niewidzialność w dwóch, a nie trzech wymiarach, jednak z czasem na pewno uda się uprościć wytwarzanie metamateriału i uzyskać pełną niewidzialność większych obiektów w paśmie mikrofal.

O wiele trudniejsze będzie uzyskanie metamateriału, który w podobny, co obecna "niewidka" sposób radziłby sobie ze światłem widzialnym - i to zarówno niebieskim czy fioletowym, jak i czerwonym. Taka powłoka będzie wymagać metamateriału o jeszcze bardziej subtelnej i skomplikowanej budowie.