Плащ-невидимка: открытие уже совсем близко

Плащ-невидимка: открытие уже совсем близко

Во вселенной «Звездного пути», невидимые объекты на Ромулане и Клингоне доставляли своим человеческим противникам немало неприятностей. Скрыться из виду это очень полезная штука, что подтвердят фанаты «Человека-невидимки» и серии книг о Гарри Поттере.

Наука указала фантастам приблизительные возможности невидимого плаща и того, как технологии анти-обнаружения, могут быть полезны в жизни. Однако до сих пор, тот самый плащ-невидимка, который вы могли видеть в голливудских фильмах, остается недостижимой мечтой фантастов.

«Я бы не утверждал, что его создание невозможно, однако мы никогда не увидим то, что показывали в Гарри Поттере», говорит Дэвид Смит, профессор электронного и компьютерного инженеринга университета Дюк. «Та невидимость, которую мы видели в фильме идеальна, чересчур идеальна».

Тем не менее, исследования по приданию предметам невидимости, сделали огромный скачок вперед всего за несколько прошедших лет. Небольшие лоскуты невидимой ткани, работающие как часть камуфляжа, наподобие мерцающего искажения Хищника в одноименном фильме 1987 года, могут, по мнению Смита, быть вполне достижимы.

Эра «невидимых» технологий

Смит является руководителем группы исследователей, которая в 2006 году продемонстрировала преломление микроволн внутри двумерного цилиндра так, будто его там не было. Эффект сход с тем, как вода обтекает камень, восстанавливая свое течение, так как если бы препятствия не было.

Этого необыкновенного результата, равно как и множества других, удалось добиться при помощи так называемых мета-материалов. Эти искусственно созданные металлы, пластик, или другие материалы, обладают структурой — а значит и свойствами — не встречающимися в природе. Структура метаматериалов позволяет им легко управлять электромагнитными волнами.

«Искусственные материалы, обладающие огромным числом качественных характеристик, позволили теоретической идея плаща-невидимки стать реальностью ближайших лет», говорит Смит.

Традиционный подход к проблеме невидимости прежде всего сфокусирован на уменьшение электромагнитного излучения и отражения света с поверхности объекта. Бомбардировщик стелс — B-2, размещает двигатели в крыльях, что позволяет сократить выделяемое тепло. Помимо этого, самолет покрыт краской, поглощающей радиоволны и сигналы радара. Однако тень самолет все-таки отбрасывает, что автоматически лишает его звания невидимого призрака.

Изгибаем свет по своему желанию

Недавние исследования, проведенные с метаматериалами, расширили их способность к искажению длины волн в оптическом спектре. В ходе одного из исследований , специалистам удалось создать «невидимую ткань», которая может скрыть небольшой предмет под специальным слоем метаматериала. Другое исследование изучило свойства кристаллов кальцита, и его способность управлять видимым светом, с определенной направленности вибрацией, или поляризацией.

Как видно, прогресс продолжается. Техника использования метаматериалов и кальцита могут уже совсем скоро воплотиться реальные разработки.

При этом все достижения, что были достигнуты в последнее время, ограничены диапазоном длины волны и типом света, что несколько ограничивает восхищение потенциалом разработок.

«В микроволновом и видимом диапазоне, современные технологии невидимости проявили себя не очень хорошо, ведь им удалось отразить лишь часть волн, а не весь предмет целиком», говорит Смит.

Для сокрытия динамичного объекта, движущегося в пространстве, такого как Хищник, метаматериалам еще очень далеко. «Дайте нам сотню лет и новые технологии, и возможно мы приблизимся к нечто подобному», говорит Смит.

Плащ-камуфляж

С другой стороны, шанс примерить плащ-невидимку на своем веке, у вас все-таки есть. Все дело в использовании совершенно иной технологии невидимости, которая обманывает ваше зрение, испуская свет, вместо того чтобы огибать его вокруг скрытого объекта.

Концепция предполагает покрытие объекта или человека небольшими камерами и экранами, подключенными к соответствующему программному обеспечению и источнику энергии.

«Камеры снимают, что происходит вокруг человека. Затем на экраны проецируется картинка, поэтому может показаться, что вы смотрите сквозь человека», объясняет Сидни Перкович, физик из университета Эмори, Атланта. «Возможно вам понадобятся сотни и тысячи устройств, однако при наличии достаточно быстрого беспроводного соединения и мощной вычислительной способности костюма, иллюзия может полностью подменить реальность».

Идея схожа с тем, как каракатица мгновенно изменяет форму своего тела и способность принимать оттенок и форму кораллов и рифов, среди которых она прячется. Первичные формы подобного «активного» и «адаптивного» камуфляжа уже сейчас разрабатывается армией США и другими вооруженными силами.

В космос

Ну а что по поводу невидимых космических кораблей? «Если вы сможете сделать невидимым человека, не думаю, что вам будет сложно скрыть и целый космический корабль», говорит Смит.
Главной проблемой, которая ограничивает применения всех технологий невидимости, является, тем не менее, скорость света.

При идеальном стечении обстоятельств, отраженные световые волны доходят до глаза смотрящего без задержек. Однако перенаправление световых волн, их обработка, может занять достаточно много времени, что непременно скажется на общей картинке, говорит Смит.

Задержка будет означать, что отраженный свет поступит позже; пусть величина задержки и будет небольшой, однако в некоторых случаях и этого короткого времени хватит на то, чтобы свести на нет весь эффект невидимости. «При некотором допущении, подобного рода факторы, всегда будут заметны», говорит Смит.

Сценаристы «Звездного пути» решили этот вопрос псевдо-научным путем, предложив устройству самому исказить картинку реальности, что решит проблему с задержкой света. «Да уж, нелегки придется», смеется Смит. «Подобному устройству понадобится огромное количество энергии, чтобы воссоздать подобную характеристику».

Тем не менее, уже в ближайшей перспективе технология должна переместиться из лабораторий на тестовые полигоны. «Мне кажется, все основные технические проблемы были решены, необходимо начинать технические испытания плаща-невидимки».

Автор

Запись опубликована 23 Май 2012 в разделе Технологии