Шапка-невидимка из обычных линз

11.10.2014

Сказочная шапка-невидимка вдохновляет физиков на все новые поиски "технологии невидимости". Уже сейчас для этого есть несколько подходов, связанных с использованием оболочек или экранов, которые способны заставить свет обогнуть предмет и продолжить распространение в прежнем направлении. При этом наблюдатель видит то, что расположено за предметом, который таким образом делается невидимым. Эта сама по себе непростая задача осложняется тем, что разным лучам требуется разное время на огибание тела, тогда как для "качественной" невидимости они должны распространяться одновременно. Реализация этих методов связана с применением наукоемких технологий и экзотических материалов, таких как метаматериалы. При этом невидимость наблюдается только при наблюдении с определенной точки, и исчезает, стоит наблюдателю немного сместиться.

Физики Университета Рочестера в Нью-Йорке предложили иную концепцию - обеспечить исчезновение предмета с помощью так называемой лучевой маскировки. Они разработали систему из четырех линз, способную при наблюдении через них скрыть большие объекты, размещенные между линзами. Для ее изготовления достаточно дешевых и легкодоступных линз с разными фокусными расстояниями. Чем больше будут линзы, тем больший объект можно скрыть с их помощью. Объект между ними будет невидимым, даже если смотреть на него под разными углами (правда, разница в углах должна быть в пределах нескольких градусов). Расчеты показывают, что на больших линзах маскировка будет работать при углах до 15 градусов и даже более. Но линзы должны быть высокого качества, чтобы избежать краевых искажений.

Секрет исчезновения предметов очень прост. Система из четырех линз представляет собой подобие объектива, через который наблюдатель видит фон. Но у нее есть особенность - путь, по которому свет распространяется между линзами. Линзы расставлены таким образом, что свет от фона собирается в очень узкий луч, который направлен вдоль оси системы. Такой луч называется параксиальным, отсюда и данное авторами название метода "параксиальная оптическая лучевая маскировка". Предмет, расположенный между линзами за пределами этого луча, невидим наблюдателю, который продолжает видеть фон. Нельзя только допускать перекрытие предметом этого луча, другими словами, нельзя размещать предмет в области, где проходит луч, несущий изображение фона - в этом случае предмет становится виден. Таким образом, область маскировки объекта имеет форму бублика. Правда, авторы утверждают, что у них имеется проект более сложной установки, в которой эта проблема решена.

Чтобы понять, как создается параксиальный луч, достаточно вспомнить известные из школьной физики свойства выпуклой линзы. Падающий свет она собирает (фокусирует) в небольшое пятно вокруг так называемого фокуса линзы, а расходящиеся лучи света, исходящие из точки фокуса, превращает в параллельные оси линзы. Таким образом, первая линза установки фокусирует свет. Пройдя фокус первой линзы, лучи света снова начинают расходиться, но недалеко от фокуса на их пути ставится вторая линза, которая преобразует расходящийся пучок в почти параллельный. Для этого положение ее фокуса должно совпадать с фокусом первой линзы, а фокусное расстояние должно быть меньше, чтобы пучок получился узким. Оставшиеся две линзы в обратном порядке восстанавливают исходный свет.

<< Назад: Умная система TDK для беспроводной зарядки электромобилей 12.10.2014

>> Вперед: Точная карта дна мирового океана 11.10.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Ультрапортативный накопитель Samsung Portable SSD T1 22.03.2015 Samsung представила карманный твердотельный накопитель Portable SSD T1. Новинка выполнена в черном корпусе с текстурированно-глянцевой поверхностью. Размеры составляют 71,0 х 53,2 х 9,2 мм, благодаря чему накопитель без проблем помещается в кармане или небольшой дамской сумочке. Вес - 30 граммов. В устройстве применена технология 3D V-NAND, или Vertical NAND, которая предусматривает компоновку кристаллов флеш-памяти по вертикали: это позволяет получить трехмерную структуру микрочипа и в разы повысить количество хранимой информации на единицу площади. Надежность хранения данных по сравнению с обычными "двухмерными" изделиями возрастает при этом в 2-10 раз. Технология накопителя TurboWrite позволяет получить скорость чтения/записи информации до 450 Мбайт/с. Для подключения к компьютеру применяется интерфейс USB 3.0. Вместимость Samsung Portable SSD T1 составляет 250 и 500 Гбайт, а также 1 Тбайт. Поддерживается шифрование по алгоритму AES с 256-битным ключом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025