Näkymättömyys: Science fictionista todellisuudeksi
Näkymättömyyden etsintä
Vuosisatojen ajan näkymättömyyden ajatus on vanginnut ihmismielen, innostaen lukemattomia tarinoita vakoojista, supersankareista ja taianomaisista olennoista. Vaikka todelliset näkymättömyysviitat saattavat vielä olla kaukainen unelma, tiedemiehet ovat edistyneet huomattavasti kehittäessään materiaaleja ja laitteita, jotka voivat tehdä esineistä näkymättömiä ihmissilmälle.
Näkymättömyyden tiede
Näkymättömyys toimii manipuloimalla sitä, miten valo vuorovaikuttaa esineiden kanssa. Kun valo osuu esineeseen, osa valosta absorboituu, osa heijastuu ja osa kulkee sen läpi. Materiaalin taitekerroin määrittää, kuinka paljon valo taittuu, kun se kulkee sen läpi. Sovittamalla esineen taitekerroin sen ympäristöön on mahdollista saada esine näyttämään näkymättömältä.
Metamateriaalit ja transformaatio-optiikka
Viime vuosina tutkijat ovat kehittäneet edistyneitä materiaaleja, joita kutsutaan metamateriaaleiksi ja transformaatio-optiikaksi, jotka voivat manipuloida valoa ennennäkemättömillä tavoilla. Nämä materiaalit voivat taivuttaa, tarkentaa ja jopa mitätöidä valoa, mikä mahdollistaa sellaisten laitteiden luomisen, jotka voivat tehdä esineistä näkymättömiä.
Tee-se-itse-näkymättömyys
Vaikka huipputeknlogiset näkymättömyysviitat ovat vielä kehitteillä, on olemassa yksinkertainen ja edullinen tapa tehdä pienistä esineistä näkymättömiä kotona. Tämä tekniikka, jonka Ross Exton esitteli At-Bristol Science Centressä, sisältää esineen upottamisen nesteeseen, jonka taitekerroin vastaa esineen taitekerrointa.
Nesteet ja valon taittuminen
Eri nesteillä on erilaiset taitekertoimet. Esimerkiksi veden taitekerroin on 1,33, kun taas glyserolin taitekerroin on 1,47. Valitsemalla nesteen, jolla on oikea taitekerroin, on mahdollista saada esine katoamaan näkyvistä.
Käytännön sovellukset
Näkymättömyysteknologialla on potentiaalia laajaan valikoimaan käytännön sovelluksia, kuten:
- Sotilas: Näkymättömyysviittoja voidaan käyttää sotilaiden ja ajoneuvojen naamioimiseen, mikä tekee niistä käytännössä havaitsemattomia vihollisjoukoille.
- Lääketiede: Näkymättömiä laitteita voidaan käyttää minimaalisesti invasiivisiin leikkauksiin, mikä mahdollistaa lääkäreille toimenpiteiden suorittamisen tekemättä suuria viiltoja.
- Viihde: Näkymättömyysteknologiaa voidaan käyttää luomaan mukaansatempaavia ja interaktiivisia kokemuksia huvipuistoissa ja museoissa.
Näkymättömyyden tulevaisuus
Näkymättömyystutkimuksen ala kehittyy nopeasti, ja uusia materiaaleja ja laitteita kehitetään jatkuvasti. Vaikka todelliset näkymättömyysviitat voivat olla vielä muutaman vuoden päässä, tähän mennessä saavutetut edistysaskeleet ovat tuoneet meidät lähemmäksi päivää, jolloin voimme todella kadota näkyvistä.
Lisätietoja
- Lisätietoja näkymättömyyden tieteestä on At-Bristol Science Centren verkkosivuilla: www.at-bristol.org.uk/science-explained/physics/how-to-make-things-invisible/
- Voit katsoa Ross Extonin esittelyn näkymättömyydestä nesteiden avulla YouTube-videolta: www.youtube.com/watch?v=X5H-q2g_gWA
- Lue lisää metamateriaaleista ja transformaatio-optiikasta seuraavista lähteistä:
