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不完美隱形衣現世:儀器無法檢測 肉眼可見

2013-11-22 來源:北京青年報 字號:

隱形在古代被稱為“遁”,是許多方士畢生追求的目標;古希臘神話中帕修斯戴上哈迪斯贈送給他的隱形帽,成功斬殺美杜莎。從哈利·波特到指環王,從星際迷航到透明人,隱形一直在各類作品中陪伴著我們。

實際上,在現實世界里,也有一群追逐隱形的科學家,他們試圖研制出最完美的隱形器件,無論是美國科學家還是國內研制的隱形衣,都與人們想象中的相去甚遠。它們有的根本就不是衣服的形態,有的只能做到微波段隱形,或者僅僅是拿出了一個概念和噱頭。

頻頻出現在科幻小說中的“隱形斗篷”,如今也有可能出現在現實生活中。近期,世界著名的學術刊物《物理評論快報》上刊登了中國科研小組研制有源隱形衣的科技成果,這項研究由蘭州大學梅中磊教授和東南大學崔鐵軍教授領導,通過在需要隱藏的物體周圍布置上一些信號源,可以使其抵消外界信號的檢測,從而實現物體的隱形或變形。也就是說,將一個蘋果放在有源隱形衣下,監測器可能監測不到蘋果,或者監測到的是一根香蕉。但隱形衣穿上就能隱形嗎?

物體隱形后并非肉眼看不到

今年10月,浙江大學的陳紅勝教授帶領的團隊研究出了電磁波隱形衣,一只大貓在電磁波隱形衣下消失不見。然而與陳紅勝的電磁波隱形衣不同,蘭大研制的有源隱形衣是在直流頻段實現的隱形功能,因此并非肉眼看不到,而是用特殊的儀器探測時,物體發生了改變。

“這就相當于飛機一旦隱形,雷達就無法監測,但是我們肉眼看去,飛機還在天空上。”信息工程與科學學院的梅中磊副教授向北青報記者解釋。人之所以能夠看到物體,是由于來自物體的光線進入人眼。探測儀器之所以能發現物體,是因為物體阻擋了電磁波通過。

在隱形領域,有很多頻段,比如微波、紅外線、可見光等。此次梅中磊研究小組的實驗,實現了直流電領域的偽裝——“這個過程,就好似小溪里的流水,經過石頭時,會繞過石頭再合攏向前,如同沒有遇到石頭一樣。”梅中磊對記者說,這使得儀器顯示物體不存在了,也就實現了“隱形”。

梅中磊告訴北青報記者,2006年留美學生劉若鵬從浙大畢業后,研制出來的隱形材料可以引導微波轉向,避開儀器的探測,從那之后,全球出現了研究隱形衣的熱潮,而梅中磊和他的科研小組也是由此在2008年開始了對隱形衣的研究。據悉,《物理評論快報》上刊登的論文第一作者為蘭州大學信息學院2011級通信工程專業本科生馬騫同學。

隱形衣不是“衣”而是電路板

說到隱形衣,大家可能會以為像《哈利·波特》里面的隱形斗篷一樣,是可以穿在身上的。然而,蘭州大學信息學院副教授梅中磊告訴北青報記者,目前用在實驗里的隱形衣是一個蜘蛛網狀的電路板,在同心圓形的電路板上,密密麻麻排滿了電阻。

“提起隱形衣,我們最熟悉的是哈利·波特的隱形衣。”梅老師介紹,這樣的隱形衣科學界也在做,叫光波段(可見光)的隱形衣。光也是一種電磁波,如果物體發出的電磁的頻率較高,高到光波段的頻率,意味著人的眼睛是看不到的。光波段的隱形在實驗室中是可實現的,但有些缺點,比如頻段非常窄——例如只對紅光有效,綠光或白光就不行了;或是體積龐大,是個厚的殼,甚至比人的個頭還要大,而且遠遠達不到哈利·波特的隱形衣效果。完美的隱形衣還沒問世,現在研究的成果只能達到部分程度上的隱形。

“科學上我們叫做隱形裝置更加切合,并不是大家想象中衣服的樣子。”梅中磊說,“至少現階段,我們還不能把它穿在身上。”

不完美隱形衣現世:儀器無法檢測 肉眼可見

梅中磊教授在做隱形衣實驗

梅中磊告訴北青報記者,目前比較接近科幻小說中的隱形衣是浙江大學陳紅勝研發的隱形衣,它像一個玻璃套子,將鉛筆放進去后,從一個特定的角度來看,人們看不到這個鉛筆,但如果換一個角度,人們可能就看見了,現階段,制作出符合人們想象的完美的隱形衣還存在困難。

蘭大隱形衣勝在“有源”

梅中磊說,全球各地的科學家在研制各種各樣的隱形衣,有源隱形衣只是眾多種類中的一種,跟別的研究成果最大的區別在于“有源”、“直流”。

“有一種降噪的技術叫做有源降噪,就是說外面噪音很大,我在物體周圍放上喇叭,讓這些喇叭再發出一些噪音,如果我適當地控制喇叭,就可以讓喇叭發出的聲音抵消外界的一些噪音,這樣就會更安靜了,而不是更吵。有源隱形衣也是如此,有源是一種新的機理,直流指的是隱形衣的工作頻段,因為在直流的頻段下做實驗簡單方便。”梅中磊說。

眾所周知,雷達在探測飛機時,需要發射信號,這些信號在碰到飛機后反射回來,雷達可以通過反射回來的信號得知飛機的信息。這就相當于探測器探測物體,而有源隱形衣通過控制物體周圍的信號源,使其抵消或改變探測器前來探測的信號。

發展前景在于軍事國防領域

據介紹,隱形衣的研發可用于國防、軍事等領域。對此,有人擔心,隨著科技的發展,隱形衣會不會讓犯罪分子有機可乘,甚至騙過安檢?對此,梅中磊說,現階段隱形技術是不完美的,還存在一些破綻,并且伴隨著隱形技術的發展還有反隱形的研究。這就相當于人在草地上可以穿上迷彩服與環境相融,雖然肉眼難以發現,但是紅外線仍舊可以檢測出來。

那么,完美的隱形衣到底何時才能面世?“隱形衣的研究存在幾個主要的技術瓶頸,如材料參數苛刻、不夠輕便等,因此目前隱形衣的研究主要還處于實驗驗證及測試階段,離應用還有很長的距離。”

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