Hallhatatlanná tévő varázsköpeny

Láthatatlan metaanyagok már léteznek egy ideje, német kutatók most létrehozták a hallhatatlan változatot is.

Hallhatatlanná tévő varázsköpeny

1967-ben egy orosz fizikus, Victor Veselago igen érdekes kérdést vetett fel egy tanulmányában: létezhet-e olyan anyag, amelynek elektromos áteresztőképessége (permittivitás) és mágneses áteresztőképessége (permeabilitás) is negatív? Mindkettőre van példa külön-külön: negatív permittivitású az optikai tartományban az ezüst, az arany és az alumínium, negatív permeabilitásúak a rezonáló ferromágneses anyagok. A természetben mindkét tulajdonság negativitása egyszerre nem fordul elő, de Veselago arra a következtetésre jutott, hogy ha sikerülne ilyen anyagot létrehozni az igen különleges tulajdonságokkal bírna, és szinte minden elektromágneses jelenség másképp zajlana benne.

Az egyik ilyen tulajdonság a negatív törésmutató lenne. A fény a közeghatáron nem hatolna be az anyagba, hanem megkerülné azt, így a tárgy láthatatlanná válna, a mögötte lévő tárgyak viszont látszanának. 2006-ig kellett várni, amíg elkészült az első metaanyagnak nevezett, ilyen tulajdonságokkal bíró anyag. Addigra az is kiderült, hogy az ilyen anyagok csak kis frekvenciatartományban „működőképesek”, vagyis nem minden elektromágneses hullám számára láthatatlanok. Ez felépítésükből adódik, mivel olyan parányi elemek ismétlődéséből állnak, amelyek mérete és egymástól való távolsága jóval kisebb kell, hogy legyen a felhasználandó elektromos sugárzás hullámhosszánál. Így a beeső hullám nem tudja megkülönböztetni az egyes elemeket, homogénnek látja a metaanyagot.

Az első metaanyag üvegszálas felületre szerelt rézkarikákból és rézdrótokból készült és a mikrohullámok számára volt láthatatlan. 2008-ban készült el az első, immár háromdimenziós és látható fényben működőképes anyag, amelyet váltogatva használt ezüst- és magnézium-fluorid-rétegekből építettek fel a Berkeley kutatói. Valósággá vált tehát a mesék „láthatatlanná tévő köpönyege”. Már csak olyan apró problémák merültek fel, hogy amennyiben nem egy tárgyat kívánunk eltűntetni a technológiával, hanem valóban köpenyként szeretnénk hordani a metaanyagot, hogyan fogunk kilátni belőle. Hiszen ha nem jut be fény az anyagba, akkor a szemünkbe se, vagyis a köpeny viselője vak lesz a külvilágra. A problémát azóta kínai kutatók már orvosolták, létrehozták az „antiköpenyt”, amelyet belülről a metaanyaghoz szorítva semlegesítődik annak hatása, így viselője kipillanthat környezetére, ha akar.

Láthatatlanná tévő köpeny tehát már van, és innentől kezdve a kutatók új irányba kezdtek gondolkodni: kíváncsiak lettek, hogy másfajta hullámok esetében is működőképessé tehető-e a technológia, például hanghullámokkal. A Karlsruhe-i Technológiai Intézet (KIT) kutatói olyan metaanyagot hoztak létre, amely a mechanikai hullámok számára láthatatlan, vagy ez esetben inkább hallhatatlan.

A hallhatatlanná tévő metaanyag egy lágy és egy kemény polimerből álló egy milliméteres lemez, amely nem nyeli el és nem is reflektálja a hanghullámokat, olyan mintha ott sem lenne. A kutatók a jelenséget a következő analógiával magyarázzák el: Képzeljünk el egy várost, amelyen egy nagy forgalmú út vezet keresztül, és a zaj nagyon zavarja az ott lakókat. A polgármester két intézkedést tesz: egyrészt sebességkorlátozást vezet be, amelynek értelmében minél beljebb tart az autó a városban, annál lassabban kell haladnia, másrészt elkerülő körgyűrűt építtet a város köré, amelyen viszont nagyobb sebesség engedélyezett a szokásosnál, így ha ezen haladnak az autósok, annyi idő alatt kerülik meg a várost, mintha az nem is lenne ott, hanem csak egy egyenes útszakaszon hajtanának keresztül. Így kívülről nézve, olyan mintha a város nem is létezne.

A hanghullámok számára észlelhetetlen anyag gyakorlati használati lehetőségeiről egyelőre nincs hír, de ahogy az egyik kutató elmondta, arra biztos jó, hogy egy kis csendet és nyugalmat biztosítson viselőjének az ünnepekre. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward