Νέα τεχνολογία αορατότητας. The beam of invisibility

A new idea for a cloaking technology has been created by scientists. A completely opaque material is irradiated from above with a specific wave pattern -- with the effect that light waves from the left can now pass through the material without any obstruction. This surprising result opens up completely new possibilities for active camouflage. A material with random irregularities scatters an incident light wave into all directions. Credit: TU Wien

Επιστήμονες από την Ελλάδα, την Αυστρία και τις ΗΠΑ συνεργάζονται για την ανάπτυξη μιας καινοτόμου τεχνολογίας αορατότητας, που ανοίγει νέες δυνατότητες στην τέχνη του καμουφλάζ.

Χάρη στη χρήση ενός ειδικού υλικού που φωτίζεται από ψηλά με κατάλληλο τρόπο, μια άλλη ακτίνα φωτός είναι δυνατό να διαπεράσει το υλικό χωρίς εμπόδια. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το αντικείμενο δεν φαίνεται στα μάτια του παρατηρητή.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας της Βιέννης, με επικεφαλής τον καθηγητή Στέφαν Ρότερ και του Πανεπιστημίου Κρήτης με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Κωνσταντίνο Μακρή, πιστεύουν ότι η νέα μέθοδός τους μπορεί να βρει εφαρμογή σε διάφορα μήκη κύματος του φωτός, ακόμη και σε ακουστικά κύματα.

Διάφορες επιστημονικές ομάδες, ανά τον κόσμο, δουλεύουν πάνω σε διάφορες τεχνολογίες αορατότητας, δοκιμάζοντας μια ποικιλία των λεγόμενων μετα-υλικών, που μπορούν να ξεγελάσουν το φως και να το καθοδηγήσουν γύρω από ένα αντικείμενο, έτσι ώστε το τελευταίο να μη γίνεται αντιληπτό από τον παρατηρητή.

Μια εναλλακτική τεχνική είναι η χρήση αντικειμένων που τα ίδια ενισχύουν ή αποσβένουν -με τη βοήθεια μιας ηλεκτρονικής οθόνης- το φως που έρχεται απ' έξω, πράγμα που μπορεί να καταστήσει αόρατο το αντικείμενο, τουλάχιστον αν το δει κανείς από μια συγκεκριμένη οπτική γωνία και μήκος κύματος.

Οι αυστριακοί και οι έλληνες ερευνητές ακολουθούν ένα διαφορετικό δρόμο, καθοδηγώντας το κύμα του φωτός μέσω του αντικειμένου, σαν το αντικείμενο να μη βρίσκεται εκεί. Αν και ακούγεται παράξενο, κάτι τέτοιο είναι εφικτό για συγκεκριμένα υλικά, τα οποία συνδυάζουν με μοναδικό τρόπο την απόσβεση και την ενίσχυση της ακτινοβολίας, χρησιμοποιώντας μια ειδική τεχνολογία κυμάτων.

Οι προσομοιώσεις που έχουν γίνει μέχρι σήμερα σε υπολογιστές, δείχνουν ότι η τεχνική δουλεύει. Ήδη, οι ερευνητές σχεδιάζουν να κάνουν τα σχετικά πειράματα προς επιβεβαίωση στην πράξη. Ίσως, μάλιστα, να ξεκινήσουν από τα ακουστικά κύματα και όχι του φωτός, επειδή τα πρώτα θεωρούνται από πειραματικής άποψης πιο εύκολα στο χειρισμό τους.

Konstantinos Makris obtained his Diploma from the National Technical University of Athens (Greece) in 2002 and his PhD in Theoretical Photonics from the School of Optics and Photonics (CREOL-FCPE) at the University of Central Florida, Orlando (USA) in 2008. From 2008 until 2010 he was a postdoctoral researcher at Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Switzerland. During 2011 he was Lecturer at Institute for Theoretical Physics of Vienna University of Technology (TU-Wien), Austria. From 2012 until 2015 he was a Marie Curie International Outgoing fellow (MC-IOF) between Princeton University, USA and TU-Wien, Austria. He was elected Assistant Professor at the Physics department of the University of Crete, in 2017.

Ο Κωνσταντίνος Μακρής σπούδασε στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ (2002) και πήρε το διδακτορικό του στη θεωρητική φυσική φωτονικών συστημάτων από το Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Φλόριντα των ΗΠΑ (2008). Μεταξύ 2008 - 2010 έκανε μεταδιδακτορική έρευνα στην Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάννης (EPFL) της Ελβετίας, στη συνέχεια διετέλεσε λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Βιέννης (TU-Wien), ενώ από το 2012 έως το 2015 εργάσθηκε στα πανεπιστήμια Πρίνστον και TU-Wien ως υπότροφος Μαρί Κιουρί. Το 2017 εξελέγη επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης.

Πηγές: Konstantinos G Makris, Andre Brandstötter, Philipp Ambichl, Ziad H Musslimani, Stefan Rotter. Wave propagation through disordered media without backscattering and intensity variations. Light: Science & Applications, 2017; 6 (9): e17035 DOI: 10.1038/lsa.2017.35 - www.sciencedaily.com - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=901805