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अदृश्यता क्लॉक्स की मौलिक सीमा निर्धारित है

Anonim

ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय में कॉकरेल स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में शोधकर्ता क्लोकिंग उपकरणों के प्रदर्शन पर मौलिक शारीरिक सीमाओं को मापने में सक्षम हैं, एक ऐसी तकनीक जो वस्तुओं को रेडियो तरंगों, माइक्रोवेव, इन्फ्रारेड और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए अदृश्य या ज्ञानी नहीं हो सकती है। दृश्य प्रकाश।

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शोधकर्ताओं के सिद्धांत ने पुष्टि की है कि एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के लिए वस्तु को पूरी तरह से छिपाने के लिए क्लॉक्स का उपयोग करना संभव है, लेकिन ऑब्जेक्ट के आकार के रूप में विभिन्न तरंगदैर्ध्य युक्त रोशनी से ऑब्जेक्ट को छिपाना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

स्नातक छात्र फ्रांसेस्को मोंटिकोन के साथ, इलेक्ट्रो और कंप्यूटर इंजीनियरिंग प्रोफेसर एंड्रॉइड अलू, क्लोकिंग टेक्नोलॉजी के क्षेत्र में अग्रणी शोधकर्ता ने एक मात्रात्मक रूपरेखा तैयार की जो अब विभिन्न आकारों और संरचनाओं की वस्तुओं के लिए विद्युत चुम्बकीय क्लॉक्स की बैंडविड्थ क्षमताओं पर सीमाएं स्थापित करता है। नतीजतन, शोधकर्ता ब्याज की वस्तु के लिए एक विशिष्ट क्लोक डिजाइन और विकसित करने से पहले अदृश्यता उपकरणों के अपेक्षित इष्टतम प्रदर्शन की गणना कर सकते हैं। अलू और मोंटिकोन पत्रिका ऑप्टिका पत्रिका में उनके काम का वर्णन करते हैं।

क्लॉक्स कृत्रिम पदार्थों से बने होते हैं, जिन्हें मेटामटेरियल्स कहा जाता है, जिनके पास विशेष गुण होते हैं जो आने वाली लहर के बेहतर नियंत्रण को सक्षम करते हैं, और एक वस्तु को अदृश्य या पारदर्शी बना सकते हैं। नई स्थापित सीमाएं निष्क्रिय मेटामटेरियल्स से बने क्लॉक्स पर लागू होती हैं - जो बाहरी ऊर्जा स्रोत से ऊर्जा नहीं खींचती हैं।

अलू ने कहा कि बैंडविड्थ और क्लोकिंग की आकार सीमाओं को समझना वास्तविक एंटीना, जैव चिकित्सा उपकरणों और सैन्य रडार जैसे वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए क्लोकिंग उपकरणों की क्षमता का आकलन करना महत्वपूर्ण है। शोधकर्ताओं के ढांचे से पता चलता है कि एक निष्क्रिय क्लोक का प्रदर्शन मुख्य रूप से आने वाले तरंग के तरंगदैर्ध्य की तुलना में वस्तु के आकार से छिपा हुआ होता है, और यह मापता है कि, छोटे तरंगदैर्ध्य के लिए, क्लोकिंग बहुत अधिक कठिन हो जाता है।

उदाहरण के लिए, स्पष्ट संचार के लिए अपेक्षाकृत व्यापक बैंडविड्थ पर रेडियो तरंगों से मध्यम आकार के एंटीना को छिपाना संभव है, लेकिन मानव प्रकाश या सैन्य टैंक जैसी बड़ी वस्तुओं को छिपाने के लिए अनिवार्य रूप से असंभव है, जो दृश्य प्रकाश तरंगों से है, रेडियो तरंगों से बहुत कम हैं।

"हमने दिखाया है कि निष्क्रिय सामग्रियों के आधार पर वर्तमान में उपलब्ध तकनीकों के साथ दृश्य आवृत्तियों के लिए एक टैंक या एक हवाई जहाज के प्रकाश बिखरने को काफी हद तक दबाने के लिए संभव नहीं होगा, " मोंटिकोन ने कहा। "लेकिन उन तरंग दैर्ध्य के आकार में तुलनीय वस्तुओं के लिए जो उन्हें उत्तेजित करता है (उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट रेडियो-वेव एंटीना, उदाहरण के लिए, या कुछ ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी उपकरण की नोक), व्युत्पन्न सीमाएं दिखाती हैं कि आप कुछ उपयोगी कर सकते हैं, प्रतिबंध कम हो जाते हैं, और हम उन्हें प्रमाणित कर सकते हैं। "

क्लोकिंग उपकरणों पर शोध के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शिका प्रदान करने के अलावा, शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि प्रस्तावित ढांचा कुछ मिथकों को दूर करने में मदद कर सकता है जो क्लोकिंग के आसपास विकसित किए गए हैं और इसकी बड़ी वस्तुओं को अदृश्य बनाने की क्षमता है।

"सवाल यह है, 'क्या हम एक निष्क्रिय क्लोक बना सकते हैं जो मानवीय वस्तुओं को अदृश्य बनाता है?' "अलू ने कहा। "यह पता चला है कि एक वस्तु को निष्क्रिय सामग्री के साथ एक वस्तु को कोटिंग में कठोर बाधाएं हैं और ऐसा लगता है कि ऑब्जेक्ट वहां नहीं था, मनमाने ढंग से आने वाली लहर और अवलोकन बिंदु के लिए।"

अब क्लॉकिंग पर बैंडविड्थ सीमाएं उपलब्ध हैं, शोधकर्ता इस तकनीक के साथ व्यावहारिक अनुप्रयोगों को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जो इन सीमाओं के करीब आते हैं।

मोंटिकोन ने कहा, "अगर हम निष्क्रिय क्लॉक्स के प्रदर्शन से परे जाना चाहते हैं, तो अन्य विकल्प भी हैं।" "हमारा समूह और अन्य सक्रिय और nonlinear cloaking तकनीकों की खोज कर रहे हैं, जिसके लिए ये सीमाएं लागू नहीं होती हैं। वैकल्पिक रूप से, हम अदृश्यता के ढीले रूपों का लक्ष्य रख सकते हैं, जैसे क्लॉकिंग डिवाइस जो चरण में देरी पेश करते हैं, प्रकाश के माध्यम से संचारित होता है, छद्म तकनीक, या अन्य ऑप्टिकल चाल जो पारदर्शिता की छाप देते हैं, वास्तव में प्रकाश की समग्र बिखरने को कम करने के बिना। "

अलू की प्रयोगशाला सक्रिय क्लॉक्स के डिजाइन पर काम कर रही है जो व्यापक पारदर्शिता बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए बाह्य ऊर्जा स्रोत से जुड़े मेटामटेरियल्स का उपयोग करती है।

"सक्रिय cloaks के साथ भी, आइंस्टीन के सापेक्षता का सिद्धांत मूल रूप से अदृश्यता के लिए अंतिम प्रदर्शन को सीमित करता है, " अलू ने कहा। "फिर भी, नई अवधारणाओं और डिज़ाइनों जैसे कि सक्रिय और nonlinear मेटामटेरियल्स के साथ, पारदर्शिता और अदृश्यता की तलाश में आगे बढ़ना संभव है।"

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कहानी स्रोत:

ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. फ्रांसेस्को मोंटिकोन, एंड्रिया अलू। अदृश्यता का खुलासा: निष्क्रिय क्लोकिंग पर भौतिक सीमाएंऑप्टिका, 2016; 3 (7): 718 डीओआई: 10.1364 / OPTICA.3.000718