Šis ir otrais raksts no DamnInteresting.com krātuvēm. Pirmais, kā atceramies, bija par Nikolā Teslas eksperimentiem ar bezvadu elektrību 20. gs. sākumā. Šodien piedāvāju jums iepazīties ar jaunāko, ko zinātne var piedāvāt saistībā ar iespēju kļūt neredzamam. Kurš gan to kādreiz nav vēlējies?
Cilvēkus jau ilgstoši ir fascinējis neredzamības koncepts. No
Herberta Velsa „
Neredzamā cilvēka” līdz pat
Harija Potera neredzamības apmetnim, fantastikas autori ir apsvēruši, ko gan cilvēks varētu darīt, ja spētu kļūt neredzams. Neredzamība nereti tiek attēlota kā pilnīgs caurspīdīgums – gluži kā „Neredzamajā cilvēkā” – kaut arī šāds pieņēmums ir pretrunā ar šobrīd izprastajiem dabas likumiem. Vēl vairāk, caurspīdīgu personu nomāktu milzums nepārvaramu grūtību. Piemēram, visa patērētā pārtika un dzērieni būtu mulsinoši redzami, tiem pārvietojoties cauri gremošanas traktam, un šīs redzamās uzturvielas nekavējoties sāktu integrēties ķermenī, padarot tā aprises atkal redzamas. Kur nu vēl dažādas ar garderobi saistītās problēmas...
Cita pieeja neredzamībai sevī ietver sava veida apmetni, kas apvadītu gaismas fotonus apkārt noslēpjamajam objektam. Šī metode šķiet mazliet reālāka, taču arī tai netrūkst sava unikāla sarežģījumu komplekta. Lai uzskaitām tikai faktu, ka, ja visa gaisma tiek novirzīta kaut kam apkārt, tad arī iekšpusē esošo novērotāju nekāda gaisma nespētu sasniegt, tā neļaujot tam jebko saskatīt.
Šīs un daudzas citas problēmas jau sen ir ļāvušas visus kaut cik nopietnos pieļāvumus par neredzamības iespējamību atstāt tālai nākotnei. Taču nu tas ir mainījies. 2006. gada oktobrī profesors Sers Džons Pendrijs no Impērijas zinātņu, tehnololoģiju un medicīnas koledžas, Londonā, paziņoja par rudimentāras paslēpšanas ierīces izveidi, kas neredzamību pietuvināja realitātei. Vispārsteidzošākais, ka jaunā ideja balstās visnotaļ vienkāršā fizikālā gaismas principā – tādā, kuru apgūst jebkurš vidusskolnieks un kurš neprasa elektrības izmantošanu.
Īsumā, Pedrija neredzamības paslēpnis paļaujas uz refrakciju jeb gaismas staru laušanu – to pašu gaismai raksturīgo īpašību, kas novērojama, caur prizmu veidojot varavīksni. Refrakciju var novērot arī ieliekot zīmuli ar ūdeni pildītā glāzē. Tā zīmuļa daļa, kas atrodas zem ūdens, šķitīs atdalīta no virsūdens daļas, jo gaisma saliecas, pārejot no vienas vides – gaisa, uz otru – ūdeni. Pirms dažiem draugiem Sers Džons un viņa draugi fiziķi apcerēja iespēju pilnībā apliekt gaismu apkārt objektam, izmantojot refrakciju. Ja tas būtu iespējams, gaisma parādītos objekta otrā pusē un nemainīta turpinātu savu ceļu, it kā nekāda objekta nemaz nebūtu bijis.
Protams, šī vienkāršā ideja nav nemaz tik viegli īstenojama. Zinātnieku pirmais šķērslis sava nodoma īstenošanā bija superaugstā gaismas liekšanas precizitāte, kuru pieprasa šī metode. Gluži vienkārši neeksistēja tādi dabīgi materiāli ar tādām īpašībām, kas ļautu saliekt gaismu nepieciešamajā pusaplī. Tad zinātnieki sāka lūkoties uz metamateriāliem – mākslīgām vielām, kuru elektromagnētiskās īpašības ir vairāk atkarīgas no to supercieši veidotās iekšējās struktūras, nevis to ķīmiskā sastāva.
Vadoties pēc nesen publicētā pētījumā atrodama teorētiska dizaina, Sers Džons un viņa komanda, sadarbojoties ar Djūka Universitātes speciālistiem, izveidoja sfērisku paslēpni 12,7cm rādiusā, izmantojot īpaši veidotu metamateriālu, strukturētu divdimensionālos koncentriskos gredzenos. Šis unikālo veidojumu uzskata par vienu no sarežģītākajām metamateriālu struktūrām, kas jebkad izveidota. Zinātnieku pirmais mērķis bija izveidot materiālu, kas būtu „neredzams” mikroviļņu radiācijai, jo mikroviļņu garums ir lielāks nekā redzamajai gaismai – tas mērāms milimetros, nevis nanometros, un tādēļ ar tiem ir vieglāk manipulēt.
Laboratorijā pētnieki savu paslēpni ievietoja testa kamerā, tam vienā pusē ieslēdza mikroviļņu ģeneratoru, savukārt otrā pusē rūpīgi uzmanīja mikroviļņu detektoru. Kā izrādījās, viņu jaunie matameteriāli strādāja lieliski – paslēpņa iekšpusi uz to tēmētie mikroviļņi nekādi neietekmēja, savukārt ārpusē detektora rādījumi norādīja, ka nekāda šķēršļa starp to un ģeneratoru nemaz nav bijis.
Protams, nepieciešamība pēc ultrasarežģītiem materiāliem nav vienīgā problēma, ar ko zinātnei būs jāsaskaras lai izveidotu īstu neredzamības apmetni. Lai padarītu savu prototipu par kaut ko veiktspējīgāku, Sera Džona komandai būs jāatrisina vairāki būtiski sarežģījumi. Pirmā ir gaismas viļņu garuma problēma – pašreizējais prototips spēj strādāt tikai ar ļoti šauru viļņu garuma spektru. Pārnesot to redzamās gaismas pasaulē, to var iztēloties tā, it kā paslēpnis spētu strādāt tikai sarkanajā gaismā, toties būtu pilnībā redzams zilajā. Lai paplašinātu darbības spektru, materiāls būtu jāpadara daudz plānāks, kas atkal būtiski ierobežotu tā pielietojamību. Turklāt, izveidot metamateriālus, kas spētu līdzīgu triku izstrādāt ar redzamo gaismu, ir daudz sarežģītāk, jo metamateriālus sastādošajām struktūrām ir jābūt tik mazām, kā gaismas viļņiem, ko tiem jāietekmē un redzamās gaismas gadījumā tas nozīmē milimetra miljonās daļas.
Vēl viena esošā materiāla dizaina problēma ir tā, ka tajā iekļautais objekts ir paslēpts no malas, bet ir perfekti redzams no augšas un apakšas. Sers Džons un viņa kolēģi jau strādā pie tā, lai savam veikumam pievienotu trešo dimensiju. Pat, ja viņiem tas izdosies, parādīsies jaunas grūtības – ja apslēptais objekts ir pilnībā neredzams apkārtējai pasaulei, tad nekāda gaisma nespēj izlauzties cauri paslēpnim. Ja paslēptais objekts ir stacionārs, tas nesagādātu nekādas problēmas, bet ja kāds vēlas paslēpt cilvēku vai kameras, tie šajā aizsegā būtu pilnīgi akli. Vēl viens jautājums ir, kā padarīt šādu paslēpni strādājošu kustībā...
Protams, ka par daudzsološo tehnoloģiju savu interesi jau ir izrādījuši arī militāristi, tai piešķirot arī savu finansējumu. Viņu īpašu interesi izraisa fakts, ka radara viļņu garumi ir ļoti tuvi mikroviļņiem, kas nozīmē, ka materiāls, kurš ļautu paslēpties no radariem, varētu tikt izgatavots krietni pirms tāda, kas ļautu kļūt acij neredzamam. Tas bruņotajiem spēkiem dotu pretradaru tehnoloģiju, kas tālu pārspētu pat pašus modernākos Stealth lidaparātus.
Lai arī eksistē vēl daudzas neskaidrības un problēmas, Sera Džona atklājums pierāda, ka šim konceptam ir vērtība.. Aizsardzības Progresīvo Pētījumu Projektu Aģentūra (DARPA) cer, ka zinātnieka paslēpņa ierīce varētu izgaisināt dažas viņu problēmas jau turpmāko pāris gadu laikā, un, ka arī civilai lietošanai paredzētām tehnoloģijām nevajadzētu ilgi kavēties. Jebkurā gadījumā ir skaidrs, ka īsts neredzamības apmetnis kādu dienu būs pieejams. Lai noskaidrotu, vai tas būs praktiski pielietojams, atliek vienīgi gaidīt...
(c)2007 Synthia Wood, DamnInteresting.com, autore
(c)2007 Jeremy, notesjokes.blogspot.com, tulkojums
N.B. Raksta tulkošana un publicēšana šajā resursā ir saskaņota ar autori. Tālāka pārpublicēšana bez autores un tulkotāja atļaujas ir aizliegta!
"Vasaras pēdējie prieka mirkļi"
"Uz siltajām zemēm..."
"Pašam sava varavīksne"
Ziņas
