Onderzoekers maken kleine en dunne 'onzichtbaarheidsmantel'

Het is onderzoekers gelukt een klein object te laten 'verdwijnen' onder een ultradun metamateriaal. Door het reflecterend oppervlak van het materiaal zo te bewerken dat het bestaat uit kleine, lichtverstrooiende antennes, was een object van 36 bij 36 micrometer 'onzichtbaar' te maken.

Ook zou het materiaal nog een eigenschap bezitten die andere metamaterialen in de lichtombuigende categorie niet bezitten, namelijk de mogelijkheid objecten met scherpe randen te verbergen. De auteurs van het artikel in Science zeggen ook dat hun materiaal vermoedelijk schaalbaar is. De 'onzichtbaarheidsmantel' van de onderzoekers van het Berkeley Lab weet de kenmerken van een object te verwijderen uit het gereflecteerde licht vanuit een bepaalde hoek. Het laat een object dus niet verdwijnen uit de omgeving. Dat kan door de manier waarop de kleine gouden antennetjes, of eigenlijk gouden rechthoekjes van verschillende formaten, op de dunne goudfolie van 80 nanometer dik compenseren voor de verstrooiing van het licht. Het gebruikte rode licht met een golflengte van 730 nanometer, zit in het zichtbare spectrum. Dat laatste is bijzonder: veel andere experimenten met metamaterialen die veelal licht om objecten moeten buigen, werken met voor ons onzichtbare golflengtes.

Normaal zou een object onder een dunne folie zichtbaar zijn omdat het licht de bedekkende folie raakt en in verschillende richtingen terugkaatst. Doordat het licht in alle richtingen terugkaatst, is het object dus zichtbaar. Met deze 'mantel' of onder deze folie met z'n goudantennes, wordt de verstrooiing tegengegaan. Daardoor kaatsen de lichtgolven in dezelfde richting terug als het oppervlak waar het object op ligt. Doordat de minuscule goudantennetjes licht op verschillende manieren kunnen terugkaatsen, kan een object niet alleen 'verdwijnen' of plat lijken, maar ook helemaal van vorm veranderen, alsof het oppervlak gerimpeld of gebobbeld is.

De antennes werken door een faseverandering van de lichtgolven. Dat komt doordat elke antenne net te klein of te groot is om het invallende licht volledig te reflecteren. Door de maat van de antennes aan te passen, is het mogelijk door de faseverandering het licht terug te laten kaatsen alsof er normale reflectie optreedt. Dat laatste laat al een belangrijke beperking zien: de mantel moet precies ontworpen worden voor een specifiek object dat het moet gaan bedekken waarbij de mantel iets plat kan laten lijken of een andere vorm. Iets verdwijnt niet in de omgeving. Ondanks dat deze 'mantel' relatief makkelijk op grotere schaal gemaakt zou kunnen worden, kan het object onder of achter de folie nooit bewegen. Tevens werkt de mantel slechts met een beperkt aantal golflengtes en is het ook niet mogelijk heel scherpe of grote objecten te bedekken omdat er dan schaduwwerking optreedt. Die schaduwen zijn vooralsnog niet op te heffen.

Reacties (76)

@romaap:
Fig. 3 A metasurface invisibility skin cloak for a 3D arbitrarily shaped object.

(A) An AFM image of a 3D arbitrarily shaped object that includes multiple bumps and dents. ( A SEM images of the object onto which a metasurface skin cloak has been fabricated. The scale bar is 1 μm. The inset shows an enlarged image of the entire object, with a scale bar of 5 μm. (C and E) Optical widefield reflection images obtained with a 0.3 numerical aperture objective lens with 730-nm-wavelength laser illumination. The sample region is indicated by the red dashed boxes. (C) The obtained reflection image when the cloak is on and (E) when the cloak is off, taken at the same position. The noise in the images arises from the laser speckle. (D and F) The respective interference images when the cloak is on and when it is off. When the cloak is off, the interference fringes are distorted on the 3D object, which indicates the height difference on the surface. When the cloak is on, the interference fringes smoothen again, matching with that of the flat surface outside the object region, thus proving that both the wavefront and the phase are well restored without any distortion.

wat voor praktisch toepassingen zouden er hier voor zijn?? Windmolens? Flatgebouwen?

En natuurlijk een hele grote criminele markt! ;-)

Militaire kazernes en/of tenten onzichtbaar maken voor satalieten en verkenningsvliegtuigen.

Militaire kazernes en/of tenten onzichtbaar maken voor satalieten en verkenningsvliegtuigen.

Kazernes zijn meestal hele grote gebouwen die je ook gewoon op Google Earth kan zien. Die onzichtbaar maken ligt wellicht in de zeer verre toekomst. Daarnaast gebruiken militairen ook lidar en radar die op andere golflengtes werkt en voorlopig hebben we nog geen cloaking process dat op een wijde range van golflengtes werkt.

En een tent? Die kan je veel beter onzichtbaar maken door er wat takken overheen te hangen. Werkt al millennia zeer goed.

Onzin veel kazernes en militaire installaties zijn niet zichtbaar op google earth.

De bekende Area 51:
https://www.google.com/ma...70135,4363m/data=!3m1!1e3

Heb je gezien wat er met 'pegman' (het mannetje rechtsonderin) gebeurt als je die boven dat gebied probeert te slepen?

Idem voor een kazerne: als je er een heuvel zand met bosjes overheen maakt is hij erg moeilijk te zien. Dat is technisch al millennia haalbaar.

Voornamelijk militaire toepassingen denk ik.

Ik zou het ook wel handig vinden voor een aantal van mijn collega's

Helaas hoor/ruik je ze dan nog steeds over het algemeen

Dat mag niet van VN denk ik, net als Starfleet in de Star Trek series.
Dat moet inderdaad verboden worden.

Waarom? Omdat het juist hele grote problemen oplevert, dat betekent zeker nog meer oorlogen op aarde, hele grote machtswisselingen, enzovoort.

Als ik VN (Federatie) was zou ik het verbod inderdaad instellen.

Stel je eens voor onzichtbare terroristen en vijanden.... brrrr wat een enge gedachte.

Gelukkig bepaald de VN alles wat mag. Het is een adviesorgaan.

Dat de VN het niet zou maken. Betekend niet dat een ander land het niet zal ontwikkelen. China bijvoorbeeld. Of Rusland. Verbieden heeft nog nooit zin gehad. Regulatie dan weer wel.

Het is juist deze kortzichtige korte termijn oplossing dat wietteelt zijn kracht heeft gegeven. We maken het verboden, dan word het meer waard. Hoe meer het waard word, hoe crimineler volk er op afkomt. Nu is dit natuurlijk iets heel anders dan wapentechnologie, maar het principe blijft uiteindelijk hetzelfde.

Technologische ontwikkeling is uiteindelijk niet te stoppen. Als iedereen zo zou denken, waren we allen Amish.

[Reactie gewijzigd door Greymane op 18 september 2015 14:29]

dan zeg je toch onzichtbare anti-terroristen in?

Of je geeft alle wetsdienaars een infrarood cameraatje, die pakt vast nog wel wat op van die lui

Ja maar als je ook Star Trek Deep space Nine gevolgd heb weet je nood breekt wet The Defiant is the first Starfleet ship to legally carry a cloaking device. Supplied by the Romulan Star Empire

[Reactie gewijzigd door Ryuukami op 18 september 2015 16:46]

Hahaha, de VN is en haai zonder tanden. Chemische oorlogstuig is ook verboden, en toch houdt men er rekening mee dat het gebruikt kan worden (Saddam heeft het zelfs gebruikt) en IS is er mee bezig.

En meer oorlogen zullen er echt niet komen alleen omdat dit er is, eerder meer spionage zaken-mits het schalen lukt--ik denk eerder meer en betere stealth technieken.

Overigens is er 1 probleem met een mantel die al het licht omleidt/verstrooid, de persoon erin ziet niks omdat al het licht omgeleid/verstrooid wordt. En ontzichtbaar zijn maakt niet stil. En de persoon straalt warmte uit, heeft een geur, en heeft zuurstof nodig, en verstoort het zwaartekrachtsveld. Allemaal zaken die gebruikt kunnen worden voor high tech tegenmaatregelen of zelfs een (blinde)waakhond.

Nu alleen nog even windmolens en flatgebouwen van 36 bij 36 micrometer uitvinden!

Ja dat, of we maken de mantel groter.

why?? because we can!!!!

Gsm masten en uitzicht bedervers. Lastig alleen dat schaduw nog niet opheft, anders kon het op de cv/mv lucht afvoerpijp zodat de zonnepanelen er geen last meer van hebben.

Wel opletten dan als je over het dak loopt. Bovenstedeel met een rode sticker beplakken ofzo dan maar. En een zoemend geluid afgeeft als je te dichtbij komt. Anders vliegen vogels zich ook steeds te pletter

nou dan kunnen mensen harry potter na doen met de onzichtbare mantel

Het mooie van metamateriaal was dacht ik dat er ook een brekingsindex van minder dan 1 kan zijn, hierdoor zou je als (denk ik) een kortere zoomlens kunnen maken. Extreem gezien een zoomlens in iPhone. Zover zijn we echter nog niet, dus deze instant vraag om valorisatie is het probleem van het huidige onderzoek. Het is moeilijk een miljoen los te peuteren voor een apparaatje wat niet meer dan gimmick is. Echter het onderzoek wat hierop kan bouwen kan niet gebeuren zonder dit soort experimenten.

In eerste instantie kleine objecten - een microfoon, een cameraatje, ... daar zullen wel mensen in geïnteresseerd zijn. Of bijv. de alarm-knop in een bankkantoor - waar de medewerkers weten waar de knop zit, maar de overvaller niet.

Spullen laten verwijnen onder een servetje doen googelaars toch al jaren?

Google is niet zo goed in verdwijnen, maar wel in vinden.

Ik vermoed dan ook dat je goochelaars bedoelt...

Brilliant....

Ik vermoed dan ook dat je goochelaars bedoelt...

Ja. Sorry. Ik vond het al een beetje vreemd staan maar ik ben zelf wel een googlelaar en hij vond het woord dus ik dacht da's goed

"Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic."

https://en.wikipedia.org/wiki/Clarke's_three_laws

;-)

Interessant, maar ik denk dat Harry Potter zich voorlopig nog geen zorgen maakt als ik de beperkingen zo lees.

Evenals Frodo en Sam die steen die hier ligt.

Het originele artikel is niet te lezen omdat hiervoor betaald moet worden. Maar ik ben toch zeer benieuwd naar een uitleg bij de afbeeldingen.

Maar als ik het artikel goed begrijp is dit effect dus enkel waarneembaar als er enkel licht is op 730nm golflengte? Dus zodra ik hier een ander golflengte op schijn is het effect dus niet meer waarneembaar? Het lijkt me dat dit een grotere uitdaging is dan de schaalvergroting van dit concept. Uiteraard een mooie ontwikkeling maar met nog veel technische obstakels lijkt met.

Het is mij al gelukt om een veel groter object onzichtbaar te maken.

Ik zoek mijn portemonnee al dagen

Meestal is de portemonnee het probleem niet. De inhoud, daarentegen...

Vraag is, hoe kan je je onzichtbaarheidsmantel terugvinden als je die ergens verloren gelegd hebt?

De Honjo Masamune kan een heel mens onzichtbaar maken.

Op zich leuke uitvinding lijkt me maar ook andere (slechte) personen zullen hiervan gebruik maken. Maarja... maakt de dieven het nog maar makkelijker....

Als je bij iedere technologische ontwikkeling de kanttekening gaat zetten "ja maar, misbruik" dan kunnen we direct de al het engineering onderzoek opdoeken: je gaat altijd wel een hoek vinden hoe iets misbruikt kan worden.

Sterker nog, moest er geen "militair" gebruik/interesse zijn zouden we vele zaken nog niet beschikbaar hebben. (Welke positief en negatief zijn laat ik in het midden)

Internet is misschien een goed voorbeeld.

Het was misschien uiteindelijk wel gebeurd, maar het zou waarschijnlijk pas veel later zijn geweest.

Dat is een veelgebruikte drogreden om militair onderzoek goed te praten. Ja, veel dagelijks gebruikte zaken zijn voortgekomen uit militair onderzoek - om de simpele reden dat het leger gigantische budgetten aan dat onderzoek kan besteden. Als hetzelfde budget beschikbaar zou zijn voor civiel onderzoek, zouden nog veel meer zaken veel sneller beschikbaar zijn.

Net als bij computers, autos, hamers en schroevendraaiers dus?