آیا نامرئی شدن امکان پذیره؟

‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌

وقتی اسم نامرئی شدن به گوشمون میرسه، ناخودآگاه یاد فیلم و داستان های علمی تخیلی میفتیم، یا تصویری از قهرمانانی با این قدرت تو ذهنمون شکل میگیره‌. اما این رویا کاملا دور از علم نیست! نامرئی شدن یعنی چیزی وجود داره ولی چشم ما قادر به دیدن اون نیست، چون مسیر نور تغییر کرده یا از جسم‌ عبور نکرده. اگر بتونیم نور را کنترل کنیم، میتونیم ذهن بیننده را فریب بدیم و حس کنیم که جسم وجود نداره‌. این ایده پایه‌ای برای بعصی از پیچیده ترین فناوری های نوری و متامتریال (فراماده) هاست.

چشم ما اجسام رو بخاطر نور میبینه. وقتی نور به جسم برخورد میکنه، بخشی از اون بازتاب میشه و بخشی عبور میکنه و در نهایت این نور بازتاب شده به چشم ما میرسه. مغز با ترکیب این اطلاعات، شکل و جای تصویر رو تشخیص میده‌. حالا تصور کنین که بتونیم مسیر نور رو طوری خم کنیم که چشم تصور کنه هیچ جسمی وجود نداره ، اون چیز نامرئی بنظر میاد.

نور وقتی از یک محیط به محیط دیگه میره، سرعتش تغییر می‌کنه و مسیرش خم میشه. این پدیده رو شکست نور مینامیم و با ضریب شکست محیط‌ها اندازه‌ گیری می‌کنیم. برای مثال: هوا : ضریب شکست کم شیشه : ضریب شکست زیاد آب : بین این دوتا با این اصل، میشه نور رو طوری خم کرد که از اطراف جسم عبور کنه و جسم دیده نشه. دانشمندان حتی می‌تونن مسیر نور رو به شکل‌های پیچیده و سه‌بعدی هدایت کنن، درست مثل جریان آب که دور سنگ می‌پیچد و انگار سنگ وجود نداره. شکست نور و کنترل دقیق اون، پایه‌ ی علمی نامرئی شدنه.

متامتریال ها موادی هستن‌ که نور رو به شکلی کنترل میکنن که هیچ ماده طبیعی دیگری قادر به اون نیست. وقتی نور به این مواد برخورد میکنه، مسیرش خم میشه، میتونه از اطراف جسم حرکت کنه و باعث میشه مغز فکر کنه هیچ جسمی وجود نداره. ساختار متامتریال ها در مقیاس کوچیکتر از طول موج طراحی شده و این مواد میتونن نور رو با زاویه های عجیب و غیرمعمول خم کنن و حتی حرکت نور رو به شکل پیچیده ای هدایت کنن، چیزی که توی زندگی روزمره هیچوقت نمیتونیم تجربه کنیم.

خم کردن نور فقط بخشی از ماجراست. نور میتونه عبور کنه، بازتاب یا جذب بشه، و هرکدوم مسیر دید ما رو تغییر میدن. محققان با طراحی دقیق سطح متامتریال ها‌، نور رو از اطراف جسم هدایت میکنن، انگار که جسم اصلا وجود نداره. این یعنی وقتی نور مسیرش رو به دور جسم تغییر میده، سایه ها و انعکاس ها‌ هم کم‌رنگ یا ناپدید میشن و مغز ما نمیتونه جسم رو تشخیص بده. نتیجه؟ جسم نامرئی بنظر میرسه و مغز تصور میکنه‌ جسم وجود نداره. این همون چیزیه که در transformation optics بررسی میشه و بر پایه قوانین ماکسول و اپتیک موجیه. حتی میشه موج نور رو طوری طراحی کرد که بدون هیچ آشفتگی به چشم برسه انگار جسم در اون‌ فضا وجود نداشته.

تحقیقات در زمینه متامتریال‌ها فقط برای نامرئی شدن نیستن. این علم به ساخت ابزارهای نوری دقیق، لنزهای نوین و سیستم‌های مخابراتی کمک می‌کنه. برای مثال، در حسگرها و رادارها می‌توان امواج را هدایت کرد تا اثرات ناخواسته کاهش پیدا کنه. همچنین، برخی تحقیقات روی کاهش انعکاس نور و تولید مواد "نیمه‌نامرئی" برای سیستم‌ های مخابراتی و امنیتی انجام شده. به عبارت دیگه، حتی اگر ما هنوز نتونیم کاملا نامرئی بشیم، فناوری‌های مبتنی بر همین اصول کاربردهای بسیار واقعی و ارزشمند دارن.