آزاده پارساپور: دو گروه متفاوت از فیزیکدانان نشان دادهاند که فرشهای سیلیکونی میتوانند با مسطح نشان دادن برآمدگیها در زیر نور فروسرخ، سبب پنهان شدن ظاهری اشیا و به قولی نامرئی شدن آنها شوند. به همین ترتیب، ساخت دستگاهی که بتواند با توجه به شیوه عملکرد این نوع فرشها در نور معمولی هم اشیاء را از دید ما پنهان کند، کار آسانی خواهد بود.
به گزارش نیچر، این دو گروه، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در دانشگاه کورنل نیویورک، توانستهاند چنین فرش سبکی را با خصوصیتی منحصر به فرد تهیه کنند. در هردو پروژه، لبههای این فرشها طوری طراحی شدهاند که با استفاده از برآمدگی‌هایش، وقتی شیئی زیر آنها قرار گیرد، توسط این لبهها صاف دیده میشود. پرتوهای فروسرخ توسط ماده تشکیل‌دهنده آن یعنی سیلیکون، از مسیر خود منحرف میشوند و به نظر میرسد که شعاع نور توسط آینه‌ای صاف انعکاس یافته است.
توماس زنتگراف از تیم دانشگاه کالیفرنیا میگوید که ابعاد این برآمدگیهای لبه فرش حدود 3 میکرومتر است. البته لازم به ذکر است که این ویژگی فعلا فقط در مورد اشیای دو بعدی و صاف صدق می‌کند. اما با درک چگونگی مکانیزم این پدیده، در آینده میتوان اشیای سه بعدی را نیز نامرئی کرد و همین‌طور به جای آن که مختص نور فروسرخ باشد، زیر نور طبیعی نیز میتوان این شعبده‌بازی علمی را انجام داد. ژیانگ ژانگ، از گروه دانشگاه کالیفرنیا معتقد است که همه اینها عملی است و تنها باید وسیلهاش را ساخت.
پوششهایی که به طور واقعی نامرئی میکنند متکی به متامتریالها هستند. متامتریال یا ابرماده، از ترکیب مدارهای الکترونیکی ساخته شده و ترکیب داخلی ساختار آنها باعث میشود تا نور به اطراف یک شیء هدایت شود. اما متامتریالها فقط در طولموجهای بخصوصی اثر خود را نشان میدهند که آن هم در محدوده ریزموج طیف است.
به همین دلیل است که سال گذشته ایده ساخت چنین فرشی اول بار توسط جان پندری از امپریال کالج لندن مطرح شد. او که هم‌اکنون در تیم ژانگ فعالیت می‌کند، ایده ساخت این فرش را به میان آورد، چون به نظر او این روش سادهتری برای رسیدن به نامرئی شدن بود. در ژانویه 2009/ دی 1388، دیوید اسمیت از دانشگاه دوک کالیفرنیا، مقاله‌ای راجع به نسخه‌ای از این فرش منتشر کرد که نشان میداد فرش او در طیف وسیعتری از فرکانسهای ریزموج اثر خاص خود را نمایان می‌کند. پندری معتقد است که گام بزرگی برداشته شده و حالا از ریزموج و فرکانس رادیویی به آستانه مرئی بودن رسیدهایم.
فرش گروه ژانگ متشکل از یک ورقه سیلیکونی به ضخامت 250 نانومتر است که یک نوار سیلیکا آن را از لایه سیلیکونی زیری‌اش جدا می‌کند. روی این ورقه، سوراخهایی با ابعاد 110 نانومتر ایجاد شده است. تیم دیگر تقریبا از همین ترکیب استفاده کردهاند به جز در مورد سوراخها. آنها به جای سوراخها، دست به ایجاد ستونهایی به پهنای 50 نانومتر زده‌اند. البته در هر دوصورت، هدف از وجود سوراخها یا ستونهای سیلیکونی، منحرف کردن امواج نور است.
محققان کالیفرنیایی می‌گویند که فرش آنها در طول موج بین 1.4 تا 1.8 میکرومتر کار می‌کند و تیم مقابل مدعی است که فرش آنها حتی پایینتر از این طول‌موج یعنی حدود یک میکرومتر هم کارایی دارد. با این وجود، هنوز تا رسیدن به طول موج نور مرئی، یعنی محدوده 0.4 تا 0.7 میکرومتر راه زیادی باقی است.
چون سیلیکون نور مرئی را جذب می‌کند، نیاز به مادهای متفاوت داریم تا طول‌موج را کاهش دهیم. به طور مثال، میتوان از اکسید تیتانیوم استفاده کرد تا بتوان خطای دید را ایجاد و نامرئی شدن را به بیننده تلقین کرد. بعد از آن، نوبت به ساخت فرشی میرسد که در سه بعد قابل استفاده باشد که این امر پیچیدگی بیشتری دارد.
اما در هرحال، فرش سیلیکونی موجود هم در نوع خودش مفید و به دردبخور است. یکی از کاربردهای اصلی لایههای سیلیکونی در صنعت نیمه‌رساناها است. به خصوص در مدارهایی که نور و قطعات الکترونیکی را به هم متصل می‌کند؛ مثلا در کامپیوترهای نوری. استفاده دیگر آن در ریزپردازندههای سیلیکونی است که در مقیاس نانو از آنها استفاده میکنیم و همچنین در ماسکهای لیتوگرافی و مدارهای چاپی.
در نهایت، به بازی گرفتن امواج نور و پدید آوردن خطای چشم در این مرحله می‌تواند مصارف علمی زیادی داشته باشد اما این که بتوانیم یک شیء را به طور کامل و به معنای واقعی از نظرها پنهان کنیم، همچون گذشته خواب و خیال است؛ و شاید سوژه داستانها و فیلمهای تخیلی.
نظر شما