美科学家打造新型隐形斗篷 首次实现完美隐形

魔法电影《哈利·波特》的剧照。现在，杜克大学的研究人员已经开发出了迄今为止性能最高的隐身衣。

杜克大学研究员内森·兰迪展示了新开发的隐形装置，首次使物体完全隐形。

超材料隐身衣可以弯曲微波束绕过物体，从而达到隐身效果。

北京时间11月13日，据外国媒体报道，科学家和哈利·波特迷都希望拥有一件类似小哈利的隐形斗篷。现在，我们离这个梦想又近了一步。美国杜克大学的一个研究小组公布了一种新的逼真的隐身衣，声称这是目前最好的隐身衣。2006年，研究小组开发了一种隐形斗篷原型。

这种新型隐身衣让杜克大学的研究人员第一次实现了物体的完美隐藏。在实验中，他们在微波环境下制作了一个几厘米的圆柱体。目前，世界各地的许多研究团队都在开发隐形斗篷，希望能让这项因巫师哈利而变得越来越流行的技术尽快成为现实。然而，隐形斗篷的发展面临着许多挑战，并且仍然很难完全避免反射光。

杜克大学研究人员在《自然-材料科学》杂志上发表的一篇研究论文描述了如何通过使用钻石斗篷来实现完美的隐形。然而，这项技术离哈利的隐身衣还有很长的路要走，而且只能在一个方向上隐形。研究小组指出，在可见光下，它们很难隐形。2006年，杜克大学的研究人员报告说，世界上第一件功能性隐身衣已经开发出来，但它并不完美。现在，杜克实验室的一名科学家提出了一种新的设计，可以解决原型面临的一个主要问题。

杜克大学在开发超材料方面有丰富的经验。所谓超材料是指具有自然材料特性的人造材料。超材料结构被设计成引导电磁波绕过物体，并且只允许它们出现在物体的另一侧，就像通过一个空的空间来达到使物体不可见的效果。

参与隐形斗篷开发项目的研究生内森·兰迪(Nathan Randy)说:“为了开发隐形斗篷，我们必须使用许多近似方法，以便将复杂的超材料应用到这个设备上。我们已经注意到由于在器件边界的反射造成的波损失现象。这就像透明玻璃的反射。观察者可以透过玻璃看到东西，但同时他也可以注意到玻璃的存在，因为玻璃的表面反射光线。我们的目标是验证隐形斗篷的基本原理，所以我们不关心这些反射。”

通过不同的结构设计。兰迪抑制了反射。最初的隐身衣是由用铜蚀刻的平衡玻璃纤维交叉而成的。兰迪的斗篷采用了类似的设计，但是增加了铜带以形成更复杂和更高级的材料。这个装置中使用的铜带大约有两英尺(约60厘米)见方，形成一个菱形，中间有一个空白区域。任何类型的波，例如光，都可以被表面反射或吸收，或者两种现象可以同时发生。

在早期的隐身衣实验中，微波中的少量能量被吸引，但不足以影响整体的隐身性。杜克大学开发的隐身衣分为四个象限。兰迪指出，早期隐形斗篷的反射经常发生在超材料的边缘、内部和周围。他说:“斗篷的每个象限在十字路口和拐角处通常都有空白区域或盲点。经过大量的计算，我们认为我们可以通过移动每一个条带并将其与每个界面的镜像合并来纠正这一现象。用这种设计开发的隐身衣达到了良好的隐身效果。斗篷将光线分成两个波，绕过中间的物体，然后再次结合。由于反射造成的每一个损失都被最小化了。”

兰迪指出，这种设计不仅可以用于隐形斗篷，还可以用于许多其他应用。例如，超材料可以消除光纤的扭曲和旋转，提高光纤的直线度。这非常重要，因为每一次弯曲都会削弱光纤中的波。目前，研究人员正在进行实验，以了解如何将这一原理应用于三维设备的开发。与二维设备的发展相比，三维设备面临着更大的挑战。阅读更多关于杜克大学网站的信息