Nematomumo skydas
Kviečiame paskaityti:
Matematika - nematomumui Cpt. Astera's Advisor pastaba: daugelis šiame straipsnelyje aprašomų pasiūlymų teoriniam
pagrindimui plačiai naudojami matematiniai metodai.
Hario Poterio magija tampa realybe. Haris Poteris savo paslepiantį apsiaustą naudojo, kad
galėtų nepastebimas slankioti Hogwarts mokykloje. Apdangalo, kuris paslėptų daiktus, idėja
jau seniai plevena ore. Argi negirdėjote apie 1943 m.
Filadelfijos eksperimentą, kurio metu,
tariamai, išnyko minininkas ir jo komanda? O išgalvoti tamsieji (pragariškieji, stigijaus) kristalai
Žvaigždžių karuose užtikrindavo nematomumą. Tačiau dabar yra vilties, kad toji idėja bus
įgyvendinta. Nors teoriškai ir įrodyta, kad neįmanoma padaryti visiškai nematomų skaidrių
daiktų (žr. A. Nachman ir E. Wolf), tačiau iš principo, įmanoma sukurti paslepiančius
prietaisus, - tvirtina Ulf Leonhard iš Škotijos St. Andreas universiteto atkreipdamas dėmesį į
sparčiai didėjantį šioje srityje dirbančių mokslininkų skaičių. Nepaliekančius net šešėlio, paantrina Cho.
Elektronų savybės sutrukdyti rutuliniams ir cilindriniams objektams skleisti šviesą.
Andrea Alu ir Nader Engheta iš Pensilvanijos universiteto teigia, kad
plazmos apvalkalas gali daiktus padaryti praktiškai nematomus (Physical Review, July
2005). Ir atrodo, kad ji nepažeidžia žinomų fizikos dėsnių. Ir jo principas visiškai skiriasi nuo
kitų, analogiško tikslo siekiančių tyrimų, besiremiančių chameleono principais t.y., siekti, kad
objektas susilietų su fonu (pvz., televizijoje naudojamas mėlynas fonas paslepia žmones).
Viena tokių sistemų naudoja šviesos daviklius ir spinduliuoja kopiją vaizdo, kurį užstoja.
Panašiu principu Tokijo mokslininkai kuria maskuojančią medžiagą, kuri fono vaizdą
projektuoja į šviesą atspindinčius rutuliukus medžiagos paviršiuje. Panašia kryptimi dirba ir
Durhamo Duke universiteto tyrinėtojai, vadovaujami David R. Smith. Jų kuriamos
metamedžiagos sudarytos iš žiedų, strypelių ir kitokių formų elektrai laidžių medžiagų,
sujungtų izoliacinėmis savybėmis pasižyminčiomis medžiagomis, pvz., organiniu stiklu. Kai
optiškai skaidrūs elementai nukreipia šviesą viena kryptimi, metamedžiagos kita. Ir kai
elektromagnetinės (EM) bangos stumia objektus, taip, teoriškai, jos turėtų traukti
metamedžiagas. O ir Doplerio efektas (dažnio padidėjimas artinantis kūnui) turėtų veikti
priešinga kryptimi. Tačiau šias prielaidas dar reikia patikrinti bandymais.
Taip pat galima panaudoti nepaprastai ploną meta ar plazmoninės medžiagos plėvelę,
sukuriančią "nematomumo zoną". Bet kas, padėtas netoli šios zonos, dingsta iš akiračio. John
B. Pendry iš Londono Imperatoriškojo koledžo tokias plėveles pavadino supelinzėmis. 2000-
aisiais jis pasiūlė jas kurti ir neįprastų medžiagų. Mokslininkai Kalifornijoje ir Naujojoje
Zelandijoje parodė, kad vos kelių nanometrų storio sidabro plėvelė gali veikti kaip superlinzė.
Matematikai Graeme W. Milton iš Jutos ir Nicolae-Alexandru P. Nicorovici iš Sidnio
paskaičiavo, kad objekto skleidžiamas atspindėtas spinduliavimas gali išplėsti superlinzės
paviršiaus elektromagnetinį lauką. Jis "išsikišęs" laukas gali sąveikauti su vėlesniu objekto
spinduliavimu panaikindamas jo elektrinius ir magnetinius laukus. "Jokia šviesa nebus
atspindima, tad jūs negalėsite matyti daikto", aiškina Miltonas (Proceedings of the Royal
Society of Australia, 2006). Nematomumo zona gali tęstis į abi puses puse "linzės" storio.
Tačiau yra ir apribojimų. Efektas veikia tik tada, kai nematomumo zonoje daiktai nejuda. Be to
"išnykimas" įvyksta tik vienam dažniui. Gretimuose dažniuose objektas dalinai matomas. Ir
pagaliau, objektas turi būti tinkamai apšviečiamas, pvz., lazeriu.
Tą sprendimą J. Pendry, D. Smith ir D. Schurig aprašė "Science" (June 23, 2006). Tame
pačiame numeryje savo panašų, tačiau nepriklausomai parengtą sprendimą pasiūlė ir U.
Leonhard. EM bangos, keisdamos trajektoriją, pereina metamedžiaginį apvalkalą ir išnyra iš
jo ta pačia kryptimi, kuria į jį įėjo. Tad tokio apvalkalo supamas objektas yra tarsi būtų
skaidrus. O kadangi reikia, kad EM bangos išsikreiptų vienaip vienoje apvalkalo vietoje ir
kitaip kitoje, metamedžiagos savybės turi keistis. Kūrėjai turi sukurti trimatę mozaiką iš
daugelio fizikiniu požiūriu skirtingų metamedžiagų. Tačiau, iš principo, taip galima paslėpti bet
kokio dydžio ir formos objektus.
Minėtų būdų įgyvendinimui pritaikant matomo spektro dažniams gali tekti sukurti
metamedžiagas, kurių šiuo metu dar neegzistuoja. Tam gali prireikti nanotechnologinės trimatės inžinerijos.
O karinėje pramonėje naudojamos "stealth" technologijos remiasi dar kitokiu principu
kuriamos dangos, kurios sugeria ar nukreipia kita kryptimi radarų signalus ar šviesą.
Nauja kryptis - plazmonai
Siūloma naudoti plazmonus labai nežymius elektroninius sužadinimus kai kurių metalų paviršiuje.
Tačiau slepiantis skydas labai priklauso nuo objekto dydžio ir tik nepaprastai smulkiems
kūnams, vos ne mikroskopinio dydžio, galima užtikrinti, kad jie visiškai neskleis matomo
spektro šviesos. Žmogų galima paslėpti ilgų bangų diapazone (pvz., mikrobangų), tačiau ne
matomame spektre. Erdvėlaivis gali būti nematomas radijo bangų diapazone bei kai kuriems
kitiems ilgų bangas naudojantiems radarams.
Objektai matomi, nes atspindi šviesą. Tačiau jei ir sugeria šviesą ir ta šviesos dalis nėra
matoma. Dangus yra žydras, mes atmosfera žydrą spalvą išsklaido labiau nei raudoną.
Plazmoninis apvalkalas rezonuotų su tam tikru šviesos bangos ilgiu, - ir to dažnio banga nebūtų išsklaidoma.
Plazmonų buvimas remiasi keista šviesos savybe, kai ši elgiasi tarsi būtų sudaryta iš
dalelių, o kartu tarsi ji būtų banga. Jie atsiranda, kai elektronai metalo paviršiuje juda
ritmiškai. Taip pat jie turi ir kitų nepaprastų savybių.
Dar 1998 m. Thomas Ebbesen vadovaujama grupė Strasbūro Liu Pastero universitete
atliko bandymą, apšviesdami aukso foliją su daugybe smulkių skylučių, kurių skersmuo buvo
mažesnis nei šviesos bangos ilgis. Ebbesen tikėjosi, kad pro foliją nepraeis jokia šviesa.
Tačiau jo nuostabai, daugiau šviesos perėjo kiaurai nei liko skylutėse. Sekęs tyrimas parodė,
kad plazmonai, susižadinę labai mažos bangos metalų paviršiuje perima šviesą ir prakiša per
skylutes. "Kai fotonų energija ir momentai atitinka plazmonų energiją ir momentus, fotonai
sugeriami ir vėl išleidžiami kitoje pusėje" (Photonics Spectra, May 1998). Engheta teigia, kad
silicio dalelytes aukse arba sidabre gali padėti panaikinti tam tikrų ilgių infraraudonąjį, matomo
spektro bei ultravioletinį spinduliavimą.
Tikrovė prideda nuo savęs"
Andrea Alu ir Nader Engheta sako, kad objektai, padengti aukso ar sidabro danga su
skylutėmis gali tapti nematomi. Tačiau yra nemažai kliūčių. Nėra aišku, kaip net mažas
objektas gali tapti nematomu dienos šviesoje, sudarytoje iš įvairių ilgių bangų (kitaip, spalvų).
Tad slepiantis apsiaustas" turi būti sukurtas taip, kad perimtų kiekvieną bangų ilgį.
Tačiau lėktuvai, laivai ir kiti objektai turi sudėtingą struktūrą, sudaryti iš įvairių medžiagų
tad dar neaišku, kaip tą idėją pritaikyti daiktams, kurie nėra tikslios rutulio. Tyrinėtojų
paskaičiavimais tik homogeniniai nano-dydžio rutuliukai (tikrai labai labai maži) gali tapti
nematomais. Tad, jei ir bus sukurta tokia technologija, ji galės būti pritaikoma praktikoje
atspindžius mažinančioms dangoms ar vaizdų pagerinimui mikroskopijoje (valdant
nanozondus) po kokių penkerių metų. Ir ar reikia abejoti, kad tokie tyrimai labai domina
kariškius? Prisiminkime, kaip romulų laivai vieno mygtuko paspaudimu tapo nematomi Star
Trek'o" Siaubo pusiausvyros" (Balance of Terror) epizode; o taip pat klingonų laivai bei
Federacijos Nepaklusnusis". Kaip manote, kodėl J. Pendry ir N. Engheta darbus finansuoja
DARPA (JAV Gynybos departamento padalinys, išsivystęs iš ARPA,
sukūrusio internetą).
Apraiškos literatūroje
Nematomumo tema yra populiari fantastikoje, pasakose ir kompiuteriniuose žaidimuose.
Dažnai nematomumą suteikia įvairūs stebuklingi daiktai: žiedai, apsiaustai, kepurės, amuletai
ar gėrimai (valgiai). Nematomais padaro ir tam tikri burtažodžiai. Kai kurios mitinės ar
fantastinės būtybės (Leprechaun, goblinai ar kinų drakonai) gali tapti nematomomis (kartais
todėl, kad nepaprastai sumažėja). Nematomi gali būti vaiduokliai, dievai , dvasios, demonai ir
angelai. Hermetiškojo "Aukso aušros" ordino rankraščiuose aprašytas net nematomumą
suteikiantis ritualas (žr. I. Regardie*) ). "Artemis Faulas" fėjos tampa
nematomomis vibruodamos tankiau, nei gali pagauti žmogaus akis. Įdomi nematomo objekto
tebeturinčio spalvą idėja perteikta parodijoje "Nematomas rožinis vienaragis".
Reikia išskirti du galimus atvejus matomi ar nematomi drabužiai, kuriuos nešioja
nematomas žmogus. Dauguma atvejų jie irgi tampa nematomi, tačiau kartais lieka matomi
(filmai "Nematomas žmogus", "Nerealieji" (The Incredibles su Violet Parr)). Taip pat reikia
pastebėti, kad nematomas žmogus, pagal fizikos dėsnius, pats negalėtų nieko matyti, nes
akių tinklainė turi absorbuoti šviesą tačiau tai ne kliūtis magijai, kuri pati laužo gamtos dėsnius.
Kai kurie pavyzdžiai:
Platono "Respublikoje" valstietis randa mirusio karaliaus (Gyges) kape žiedą, leidžiančiu
jam tapti nematomu. Taip jis gali įeiti į rūmus, suvedžioti karalienę ir planuoti karaliaus
nužudymą tai panaudojama įrodymui, kad tokios galios gali visiškai sugadinti žmogų.
Persėjas turėjo šalmą, kurio dėka galėjo tapti nematomu ir nužudyti Medūzą.
Nykštukas Alberich davė stebuklingą apsiaustą Sigurd'ui. Taip ir "Dvylikoje šokančių
princesių" senas kareivis galėjo sekti princeses apsisiautęs nematomu apsiaustu. Jį naudojo
ir "Aukso kalno karaliaus" herojus, kad, nepastebėtas žmonos, grįžtų namo.
J. Tolkieno "Žiedų valdove" vienas žiedų galėjo padaryti jo savininką nematomu.
"Keliautojo kosmostopu vadovas po galaktiką"
(The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, pagal Douglas Adams romanus) humoristinis
"Kažkieno kito problemos" laukas priversdavo žmones galvoti, kad koks nors objektas yra
"kito problema" ir taip tasai tapdavo nematomu.
Filmai "Grobuonis", "Tuščias žmogus" (2000) ; animaciniai serialai "Anapus Betmano" ir
"Plieninis Maksas", japonų "Vaiduoklis kriauklėje" (1995, 2002), komiksai "Nematoma
moteris", "Daktaras keistuolis" (Doctor Strange). Prancūzijos ciklas
Prancūzijos arba Karolingų ciklas - legendinė šalies istoriją išsivysčiusi iš
Viduramžių senosios prancūzų chansons de geste literatūros. Jis gyvavo greta
Britanijos ir Romos ciklų. Šiuos pavadinimus suteikė 12 a. poetas, "Chanson de Saisnes"
autorius, Jean Bodel:
Pagrindiniai veikėjai yra Karlas Didysis ir jo paladinai, tarp kurių ypač išsiskiria Rolandas,
"Rolando giesmės" herojus, ir Oliveris, dažnai susiduriantis su musulmonų didvyriu Fierabru.
Pradžioje Prancūzijos ciklo temos buvo apie karą ir narsą frankų ir saracėnų maurų kovų
metu. "Rolando giesmė" yra apie mūšį Roncevauz perėjoje maurams užpuolus pietų
Prancūziją. Besivystydamas žanras įtraukė fantastikos ir magijos elementus, tokius, kaip žirgas Bayardas.
1215 m. Bertrand de Bar-sur-Aube pasiūlė ciklą skirstyti į tris grupes:
Prancūzijos ciklo pasakojimus anglų kalba imitavo Edmund Spenser "Fėjų karalienėje", tik
veiksmą perkėlęs į išgalvotą fėjų karalystę. Šiuolaikinė fentezi literatūra daugiau
panaudoja Britanijos ciklo temas, nors Poul Anderson "Trys širdys ir trys liūtai", kaip ir Italo
Calvino "Nesantis riteris" veikia Prancūzijos ciklo aplinkoje.
Parengė Cpt.Astera's Advisor *) Izraelis Regardie (Francis Israel Regardie, 1907-1985) okultistas, rašytojas,
A. Kraulio
asmeninis sekretorius, žinomas knygomis ir komentarais apie Aukso aušro ordiną. Literatūra
Papildomai skaitykite: Parengė Cpt.Astera's Advisor
|