دانشمندان دانشگاه روستوک، با همکاری دانشگاه فناوری وین، فرآیند جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند اشیاء مصنوعی را شفاف یا حتی کاملاً نامرئی کند. این کشف شگفت انگیز، به تازگی در مجله مشهور Science Advances منتشر شده است. برای آشنایی بیشتر با این فناوری جدید تا پایان مطلب با های فن تک همراه باشید.
نامرئی کردن اشیاء، یک موضوع رایج در داستان های علمی تخیلی است، مانند شنل نامرئی در فیلم هری پاتر. حتما با ما موافقید که موضوع خیلی جالبی به نظر می رسد، اینطور نیست؟!!
اما دلیل رایج بودن آن در داستان های علمی- تخیلی چیست؟ تنها به این دلیل است که می تواند در زندگی بشر، خیلی مفید باشد. اما قبول کنید که ذهن شما هم مثل من، به سمت خطراتی که می تواند این فناوری، با خود به دنبال داشته باشد، رفته بود.
این فناوری می تواند مثل شمشیر دولبه عمل کند، مثال روشن آن چاقو است. با استفاده از چاقو، می توان به یک انسان جان دوباره داد، یا او را کشت! پس به عقیده شما، نباید هرگز از آن استفاده کرد؟!!!
درست است که در موارد جاسوسی و نظامی کاربرد دارد ، اما کاربردهای بیشتری هم برای ما خواهد داشت...
با توجه به مزایای بسیار زیاد آن، تعجب آور نیست که دانشمندان و مهندسان سال های زیادی را وقت صرف کردند، تا به این رویا دست پیدا کنند. در این راه، پیشرفت های زیادی هم داشته اند مانند، استفاده از تری اکسید مولیبدن، فرامواد، متاپرده ها و مواد دی الکتریک برای مد کردن روپوش های نامرئی. همه این روش‌ها به دستکاری در نور برمی گردد و چیزی که در این میان شگفت انگیز به نظر می رسد، این است که نوآوری در این زمینه می تواند باعث دگرگونی در زمینه های مختلف دیگر مانند حسگرها، ارتباطات راه دور، رمزگذاری و بسیاری از فناوری های دیگر شود.
تیمی از دانشمندان دانشگاه روستوک با صرف زمان بسیار طولانی در آزمایشگاه‌های خود، موفق به ایجاد رویکرد کاملاً جدیدی در طراحی مواد مصنوعی شدند که می‌تواند سیگنال‌های نور را به صورت انرژی، بدون هیچ گونه انحرافی با استفاده از جریان‌های دقیق تنظیم شونده، منتقل کند.
پروفسور الکساندر سامیت از موسسه فیزیک در دانشگاه روستوک، سرپرست تیم تحقیقاتی مراحل تحقیقات را توضیح می دهد: هنگامی که نور در یک محیط ناهمگن پخش می شود، پراکنده می شود. این اثر به سرعت یک پرتو فشرده و هدایت شده را به یک حاله شفاف تبدیل می کند، نمونه این فرایند را همه ما در ابرهای تابستانی و مه پاییزی می بینیم. در این تحقیقات ما توزیع چگالی ماده را مورد بررسی قرار دادیم. توزیع چگالی میکروسکوپی یک ماده ای است که ویژگی های پراکندگی را مشخص می کند. ایده اساسی در ایجاد شفافیت القایی؛ استفاده از یک ویژگی نوراست که کمتر شناخته شده، اما نقش مهمی در باز کردن مسیر برای پرتوی فشرده شده دارد."
ویژگی دوم که در زمینه فوتونیک با عنوان محرمانه غیرهرمیتسیتی شناخته می شود، جریان انرژی یا به طور دقیق تر، تقویت و تضعیف نور را توصیف می کند. به طور شهودی، اثرات آن ممکن است نامطلوب به نظر برسند، به عنوان نمونه، محو شدن یک پرتو نور به دلیل جذب آن. با این وجود، اثرات غیرهرمیتی به جنبه کلیدی اپتیک مدرن تبدیل شده است و یک تیم تحقیقاتی در تلاش است تا از تعامل پیچیده تلفات و تقویت آن، برای عملکردهای پیشرفته استفاده کند.
آندریا اشتاینفورث، دانشجوی دکترا و محقق ارشد مقاله، می گوید: «این رویکرد فرصت های کاملاً جدیدی را برای ما باز می کند. در مورد یک پرتو نور، می توان به طور انتخابی بخش های خاصی از یک پرتو را در سطح میکروسکوپی تقویت یا مرطوب کرد تا عواملی که باعث تخریب آن می شود، را خنثی نمود. به عنوان مثال، برای باقی ماندن در تصویر سحابی، می توان خواص پراکندگی نور آن را کاملاً سرکوب کرد. Steinfurth توضیح می‌دهد: «ما یک ماده ای را به طور فعال تغییر می‌دهیم، تا آن را به شکل سیگنال نوری خاص، برای انتقال آماده کنیم. برای این منظور، جریان انرژی باید دقیقاً کنترل شود تا بتواند مانند قطعات یک پازل با مواد و سیگنال در کنار هم قرار گیرد.
محققان روستوک با همکاری دانشگاه فناوری وین، توانستند با موفقیت این چالش را حل کنند. آنها در آزمایش‌های خود توانستند فعل و انفعالات میکروسکوپی سیگنال‌های نوری را با مواد فعال تازه توسعه‌یافته خود در شبکه‌هایی از فیبرهای نوری به طول یک کیلومتر بازآفرینی و مشاهده کنند.
در واقع، شفافیت القایی تنها یکی از احتمالات جذابی است که از این یافته ها ناشی می شود. اگر قرار باشد جسمی واقعاً ناپدید شود، تنها جلوگیری از پراکندگی کافی نیست. علاوه بر آن، باید امواج نور کاملاً بدون انحراف از آن عبور کند. با این حال، حتی در خلاء یا فضا نیز، هر سیگنالی ناگزیر شکل خود را تغییر می دهد. تحقیق ما روشی را برای ساختار یک ماده ارائه می دهد، که پرتوهای نور بتوانند طوری از آن عبور کنند، که گویی نه ماده و نه فضایی که اشغال کرده، در آن‌جا اصلا وجود نداشته اند. دکتر ماتیاس هاینریش، یکی از محققان این پروژه، با اشاره به فیلم علمی تخیلی Star Trek می گوید، حتی دستگاه های ساخته شده رومولان ها، هم نمی توانند این کار را انجام دهند.
یافته‌های ارائه‌شده در این تحقیق، پیشرفت بزرگی را در عرصه تحقیقات بنیادی فوتونیک غیرهرمیتی نشان می دهد. علاوه بر این، رویکردهای جدیدی را برای تنظیم دقیق فعال سیستم‌های نوری حساس، مانند حسگرهای مورد استفاده در زمینه پزشکی ارائه می دهد. سایر کاربردهای بالقوه آن می تواند در زمینه رمزگذاری نوری، انتقال ایمن داده و همچنین سنتز مواد مصنوعی همه کاره با ویژگی‌های خاص، باشد.