Mitä kuvasta puuttuu?

Kiinnostaisiko Harry Potter -tyyppinen näkymättömyysviitta? Tai Star Trek -universumin "cloaking device", jolla saa katoamaan kokonaisen avaruusaluksen? Joulun suosituimmat lahjat -kuvastoista sellaisia ei valitettavasti löydy – vielä. Michael Selvanayagam ja George Eleftheriades Toronton yliopiston sähkö- ja tietotekniikan osastolta ovat kuitenkin päässeet askeleen lähemmäksi näkymättömäksi tekevää tekniikkaa.

Näemme ympäröivän maailman silmiimme saapuvan valon ansiosta. Eri kappaleet heijastavat ja sirottavat niihin osuvaa valoa, joka tekee ne näkyviksi. Jos heijastuneen ja sironneen valon saisi jollain keinolla ”eliminoitua”, kappaletta ei pystyisi näkemään: se olisi siis näkymätön.

Yksi keino on käyttää valon etenemiseen vaikuttavia metamateriaaleja, joiden avulla valonsäteet saa väistämään kappaleen kokonaan. Täsmälleen oikeanlaisten ominaisuuksien kehittäminen on kuitenkin hankalaa ja materiaalia vaaditaan epäkäytännöllisen paksu kerros.

Kanadalaistutkijat ovat lähestyneet ongelmaa toisella tavalla soveltamalla ”aktiivista verhoamista”. Siinä näkymättömäksi tehtävä kappale ympäröidään sähkömagneettisen säteilyn lähteillä. Niiden taajuutta voidaan säätää tarkasti siten, että se vastaa kappaleen sirottaman säteilyn taajuutta ja kumoaa sen.

Eleftheriades ja Selvanayagam onnistuivat kokeissaan ”kätkemään” 11 senttimetrin läpimittaisen ja neljän senttimetrin korkuisen alumiinisylinterin. He sijoittivat sylinterin ympärille antenneja, joiden lähettämä säteily vastasi tarkoin kappaleen pinnasta siroavaa säteilyä, kytkivät virran ja... sylinteri muuttui näkymättömäksi – tosin vain mikroaaltoalueella.

Sen lisäksi, että antennien lähettämän säteilyn avulla sylinteri pystyttiin tekemään näkymättömäksi, muuttamalla antennien taajuutta sen näennäistä kokoa ja myös sijaintia voitiin muuttaa. Seuraavaksi tutkijat tähtäävät järjestelmän automatisointiin siten, että se säätyy itsestään siroavan säteilyn taajuudelle. Heidän mukaansa on mahdollista, että ”näkymättömyysviitta” saadaan toimimaan myös näkyvän valon alueella.

Jatkossa yksi kuva voi siis valehdella vielä paljon enemmän kuin tuhat sanaa.

Tutkimus julkaistiin 12. marraskuuta Physical Review X -julkaisussa ja siitä kerrottiin ScienceNews-sivustolla 21. marraskuuta.