Hoe maken we een object onzichtbaar? Onderzoekers van de TU Wien (Wenen), samen met collega's uit Griekenland en de VS, hebben nu een nieuw idee ontwikkeld voor een cloaking-technologie. Een volledig dekkend materiaal wordt van bovenaf bestraald met een specifiek golfpatroon - met als effect dat lichtgolven van links nu ongehinderd door het materiaal kunnen gaan. Dit verrassende resultaat opent geheel nieuwe mogelijkheden voor actieve camouflage. Het idee kan worden toegepast op verschillende soorten golven, het zou net zo goed moeten werken met geluidsgolven als met lichtgolven. Experimenten staan ​​al in de planning.

De verstrooiing van licht te slim af zijn

"Complexe materialen zoals een suikerklontje zijn ondoorzichtig, omdat lichtgolven erin meerdere keren worden verstrooid, " zegt professor Stefan Rotter (TU Wien). "Een lichtgolf kan het object binnenkomen en verlaten, maar zal nooit in een rechte lijn door het medium gaan. In plaats daarvan, het is verspreid in alle mogelijke richtingen."

Jarenlang zijn er veel verschillende pogingen gedaan om dit soort verstrooiing te slim af te zijn, het creëren van een "mantel van onzichtbaarheid". Er zijn speciale materialen uitgewerkt, bijvoorbeeld, die lichtgolven rond een object kunnen geleiden. Alternatief, ook is er geëxperimenteerd met objecten die zelf licht kunnen uitstralen. Wanneer een elektronisch display precies hetzelfde licht uitstraalt als het aan de achterkant absorbeert, het kan onzichtbaar lijken, tenminste als je het vanuit de juiste hoek bekijkt.

Bij de TU Wien is nu gekozen voor een meer fundamentele benadering. "We wilden de lichtgolven niet omleiden, we wilden ze ook niet herstellen met extra displays. Ons doel was om de oorspronkelijke lichtgolf door het object te leiden, alsof het object er helemaal niet was, " zegt André Brandstötter, een van de auteurs van het onderzoek. "Dit klinkt vreemd, maar met bepaalde materialen en met behulp van onze speciale golftechnologie, het is inderdaad mogelijk."

Het lasermateriaal

Het team van de TU Wien werkt al jaren aan optisch actieve materialen, die worden gebruikt voor het bouwen van lasers. Om de laser te laten schijnen, energie moet worden geleverd door middel van een pompbalk. Anders, het lasermateriaal gedraagt ​​zich net als elk ander materiaal:het absorbeert een deel van het invallende licht.

"Het cruciale punt is om op een ruimtelijk afgestemde manier energie in het materiaal te pompen, zodat het licht op precies de juiste plaatsen wordt versterkt, terwijl absorptie op andere delen van het materiaal mogelijk is, " zegt professor Konstantinos Makris van de Universiteit van Kreta (voorheen TU Wien). "Om dit te bereiken, een straal met precies het juiste patroon moet van bovenaf op het materiaal worden geprojecteerd - zoals van een standaard videoprojector, behalve met een veel hogere resolutie."

Als dit patroon perfect overeenkomt met de innerlijke onregelmatigheden van het materiaal die het licht gewoonlijk verstrooien, dan kan de projectie van bovenaf de verstrooiing effectief uitschakelen, en een andere lichtstraal die van de ene kant door het materiaal gaat, kan zonder enige belemmering passeren, verstrooiing of verlies.

"Wiskundig, het is niet meteen duidelijk dat het überhaupt mogelijk is om zo'n patroon te vinden, ", zegt Rotter. "Elk object dat we transparant willen maken, moet worden bestraald met zijn eigen specifieke patroon - afhankelijk van de microscopische details van het verstrooiingsproces binnenin. De methode die we hebben ontwikkeld stelt ons nu in staat om het juiste patroon te berekenen voor elk willekeurig verstrooiingsmedium."

Licht of geluid

Computersimulaties hebben aangetoond dat de methode werkt. Nu zou het idee in experimenten moeten worden bevestigd. Stefan Rotter heeft er alle vertrouwen in dat dit gaat lukken:“We zijn nu al in gesprek met experimentatoren hoe dit zou kunnen. we kunnen deze technologie testen met geluid in plaats van lichtgolven. Experimenteel, ze zijn gemakkelijker te hanteren, en vanuit wiskundig oogpunt, het verschil maakt niet veel uit."