超材料：隐形斗篷将成现实
2017-09-14 11:01:13
作者：本网整理 来源：《新发现》
光线是怎么“隐形”的。
一个多世纪以来，科学家一直满怀热情地探索如何用材料来操控波。而超材料的出现令他们离目标越来越近。超材料本身并不具备超常属性，它们由已知的材料构成，如铜、银、金、钢、混凝土……但刻上了巧妙的纹路后，它们能够捕捉波，并使其沿着原本不可能的路径传播。
首先让我们复习一下什么是波。波的定义简单且复杂，它是在给定“空间”传播的“扰动”。人们最熟悉的波就是往湖里扔石子时泛起的涟漪。波的来源多种多样，声波和光波有相同点，但也有不同点。超材料可以改变任何形式的波的传播路径，令其朝着我们想要的方向弯曲，甚至令其反射回去，就像镜子一样！
超材料的超凡应用之一，就是令哈利·波特的“隐形斗篷”成为现实。这一想法来自于英国科学家约翰·潘德瑞。2006年，该科学家指出，扭曲物体周围的光线或许可以让物体隐形：因为如果光线不能找到物体，我们就无法看见它。不过，这说起来简单，做起来难。截至目前，科学家在实验室内取得的最大成果，是美国伯克利大学的一个研究小组在2015年制作的一片“金羊毛”。这是一片薄膜，它可令一件微小物体的3处40微米隆起消失不见：在红外线（与可见光性质相同的波）照射下，该物体的表现似乎变平了……
然而，为迫使波沿着新路径传播而所需镌刻的纹路规模直接取决于波长。波长指两个波峰或两个波谷之间的距离。可见波的波长在400至700纳米之间，因此，能够散射可见波的纹路必须极其微小，小到连人类最精密的机器都无能为力的地步！
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