hossien
3rd January 2010, 09:43 AM
نويسنده بزرگ داستان‌هاي علمي تخيلي و الهام‌بخش آينده‌نگري آرتور سي كلارك خيلي خوب شباهت‌هاي ميان فناوري پيشرفته و جادو را خاطرنشان ساخته است. همين تابستان امسال و بر پرده بزرگ سينماهاي جهان، هري پاتر جادوگر جوان بار ديگر رداي جادويي نامرئي‌اش را به تن كرده و از نظرها پنهان خواهد شد. اما اين قدرت خارق‌العاده نامرئي شدن كه از ديرباز پاي ثابت قصه‌هاي جن و پري و روايت‌هاي تخيلي بزرگ‌ترها براي سرگرمي و مبهوت ساختن كودكان به شمار مي‌رفته است و از سويي همواره مورد اقبال و توجه نويسندگان و سينماگران سده اخير نيز محسوب مي‌شود؛ به نحوي كه «مرد نامرئي» شاهكار اچ.جي.ولز سلطان داستان‌هاي علمي تخيلي هنوز از خاطره شمار زيادي از مردم جهان و علاقه‌مندان اين گونه موضوعات پاك نشده است.
نكته جالب توجه در پرداختن به قدرت جادويي نامرئي شدن در حالي است كه در همين زمان، محققاني از آزمايشگاه پيشرفته بركلي دانشگاه كاليفرنيا در حال كار روي فناوري رداي جادويي نامرئي خودشان هستند كه به نوبه خود اشياء را از نظر مخفي مي‌كند.
گروهي از محققان به سرپرستي زيانگ ژانگ محقق پيشروي فناوري نامرئي كردن در بخش علوم مواد آزمايشگاه بركلي و مركز مهندسي و علوم نانو مقياس دانشگاه كاليفرنيا موفق به ارائه نوعي فناوري نوين موسوم به «قاليچه نامرئي» از ساختارهاي نانويي سيليكون شده‌اند كه حضور اشياء واقع شده در زير آن را از رديابي نوري و آشكارسازي مخفي ساخته و نشان نمي‌دهد، اما در حالي كه خود قاليچه نامرئي مي‌تواند كماكان ديده شود، برآمدگي شيء موجود در زير آن از ديد ناپديد مي‌شود. در واقع نورافكني شعاعي از نور روي اين برآمدگي، بازتاب همانندي را با آنچه كه يك شعاع بازتاب شده از سطحي صاف نشان مي‌دهد به نمايش مي‌گذارد. به عبارت بهتر، در اصل اين خود شيء است كه غيرقابل رويت بودن را ارائه مي‌كند.
محققان مي‌گويند با فناوري جديد خود راه‌حل نويني را براي حل معماي نامرئي بودن مطرح كرده‌اند كه براساس مواد عايق و نارسانا شكل گرفته است و معتقدند فناوري رداي نوري آنها نه‌تنها حاكي از رسيدن به مرز ناپديدسازي واقعي و مواد نامرئي‌كننده است، بلكه نمايشگر گام مهمي به سوي تغيير و دگرگوني علم اپتيك به شمار مي‌رود و نويد بخش گشودن دري به سوي دستكاري دلخواه نور براي خلق ميكروسكوپ‌هاي نوين قدرتمند و رايانه‌هاي سريع‌تر آينده خواهد بود. رويكرد جديد و فناوري ارائه شده توسط محققان در حالي صورت مي‌گيرد كه پيش از اين ژانگ و گروهش روي وسايل و تجهيزات نامرئي‌كننده‌اي كار مي‌كردند كه مستلزم حضور تركيبات پيچيده‌اي از كلاس مواد موسوم به فوق مواد بود كه تركيباتي از فلزات و مواد نارسانايي محسوب مي‌شوند كه بيشتر از آن كه به حالت تركيبي‌شان مربوط شود، خواص نوري فوق‌العاده‌اي را از ساختار منحصربه‌فردشان بروز مي‌دهند. در اين خصوص، محققان ماده‌اي را خارج از يك شبكه توري به دقت ساخته شده از لايه‌هاي متناوب نقره و فلوريد منيزيم و ماده ديگر را خارج از نانو سيم‌هاي نقره‌اي رشد يافته درون اكسيد آلومينيم متخلخل شكل دادند و با اين فوق موادهاي فلزي نشان دادند كه نور مي‌تواند به سمت عقب و به شكل وارونه خم شود كه اين ويژگي خاصيتي بي‌سابقه و بي‌نظير در طبيعت به شمار مي‌رود، اما در حالي كه فوق مواد فلزي به منظور دستيابي به پوشش نامرئي‌كننده در فركانس‌هاي مايكروويو با موفقيت مورد استفاده واقع شده است، با اين حال تاكنون، فرايند پنهان‌سازي در فركانس‌هاي نوري كه گامي كليدي به سوي دستيابي به نامرئي‌سازي حقيقي به شمار مي‌رود، ناموفق بوده است چون كه اين عناصر فلزي به ميزان زيادي نور جذب مي‌كنند. محققان معتقدند حتي با وجود پيشرفت‌هايي كه در فوق مواد نوري صورت گرفته، مقياس‌سازي تحت طول موج عناصر فلزي و قرار دادن آنها به شيوه‌اي سه‌بعدي كه به شكل دلخواه طراحي شده باشد هنوز به عنوان چالشي در فركانس‌هاي نوري مطرح است.
اما اين رداي غيب‌كننده جديد ارائه شده توسط گروه محققان به طور اختصاصي از مواد نارسانايي ساخته مي‌شود كه غالبا در فركانس‌هاي نوري شفاف هستند. اين پوشش نامرئي‌كننده در صفحه‌اي مستطيلي شكل از سيليكون (به ضخامت 250 نانومتر) نشان داده مي‌شود كه به عنوان يك موج بر نوري خدمت مي‌كند كه در آن نور در بعد عمودي محدود مي‌شود، اما آزاد است تا در 2 بعد ديگر منتشر و گسترده شود.
در اين ساختار يك الگوي به دقت طراحي شده از سوراخ‌ها كه هر يك قطري معادل 110 نانومتر دارند، صفحه سيليكوني را روزنه‌دار كرده و اين قطعه را به فوق ماده‌اي تغيير شكل مي‌دهد كه نور را مثل آبي كه به اطراف يك تكه سنگ جريان دارد مجبور به خم شدن مي‌كند. در آزمايشات گزارش شده، اين پوشش پنهان‌كننده براي پوشاندن ناحيه‌اي به اندازه حدود 8/3 ميكرون مورد استفاده قرار گرفت و فرآيند نامرئي‌شدن را در زواياي متغيري از نور منتشره به نمايش گذاشت. در حال حاضر اين رداي غيب‌كننده براي نوري با طول موج بين 1400 و 1800 نانومتر مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد كه در واقع بخش نزديك به مادون قرمز طيف الكترومغناطيسي محسوب مي‌شود و درست اندكي بلندتر از طول موج نوري است كه مي‌تواند با چشم انساني ديده شود. به اعتقاد محققان از آنجايي كه تركيب و طراحي اين فناوري غيب‌كننده كاملا عايق است، ساخت و توليد آن آسان و از طرفي روندي رو به جلو و همراه با پيشرفت داشته باشد. با اين اوصاف دانشمندان خوش بين هستند كه با نگاهي دقيق‌تر و جامع‌تر به رويكرد كاملا عايق در ساخت فناوري نامرئي‌كننده، شاهد به ثمر نشستن موادي باشند كه براي نور مرئي قابليت كاركرد داشته باشد و به عبارتي نامرئي‌سازي واقعي براي چشم غيرمسلح را عملي سازد. تاكنون محققان در آزمايش خود شاهدي مبني بر مفهوم پنهان‌سازي نوري را به نمايش گذاشتند كه به خوبي در دو بعد كار مي‌كند و هدف بعدي آنها تحقق بخشيدن به پوششي غيب‌كننده براي هر سه بعد است كه مرزهاي نويني را به سوي كاركردهاي بالقوه دانش اپتيك تغيير شكل و تبديل اشيا باز مي‌كند.
www.jamejamonline.ir
نكته جالب توجه در پرداختن به قدرت جادويي نامرئي شدن در حالي است كه در همين زمان، محققاني از آزمايشگاه پيشرفته بركلي دانشگاه كاليفرنيا در حال كار روي فناوري رداي جادويي نامرئي خودشان هستند كه به نوبه خود اشياء را از نظر مخفي مي‌كند.
گروهي از محققان به سرپرستي زيانگ ژانگ محقق پيشروي فناوري نامرئي كردن در بخش علوم مواد آزمايشگاه بركلي و مركز مهندسي و علوم نانو مقياس دانشگاه كاليفرنيا موفق به ارائه نوعي فناوري نوين موسوم به «قاليچه نامرئي» از ساختارهاي نانويي سيليكون شده‌اند كه حضور اشياء واقع شده در زير آن را از رديابي نوري و آشكارسازي مخفي ساخته و نشان نمي‌دهد، اما در حالي كه خود قاليچه نامرئي مي‌تواند كماكان ديده شود، برآمدگي شيء موجود در زير آن از ديد ناپديد مي‌شود. در واقع نورافكني شعاعي از نور روي اين برآمدگي، بازتاب همانندي را با آنچه كه يك شعاع بازتاب شده از سطحي صاف نشان مي‌دهد به نمايش مي‌گذارد. به عبارت بهتر، در اصل اين خود شيء است كه غيرقابل رويت بودن را ارائه مي‌كند.
محققان مي‌گويند با فناوري جديد خود راه‌حل نويني را براي حل معماي نامرئي بودن مطرح كرده‌اند كه براساس مواد عايق و نارسانا شكل گرفته است و معتقدند فناوري رداي نوري آنها نه‌تنها حاكي از رسيدن به مرز ناپديدسازي واقعي و مواد نامرئي‌كننده است، بلكه نمايشگر گام مهمي به سوي تغيير و دگرگوني علم اپتيك به شمار مي‌رود و نويد بخش گشودن دري به سوي دستكاري دلخواه نور براي خلق ميكروسكوپ‌هاي نوين قدرتمند و رايانه‌هاي سريع‌تر آينده خواهد بود. رويكرد جديد و فناوري ارائه شده توسط محققان در حالي صورت مي‌گيرد كه پيش از اين ژانگ و گروهش روي وسايل و تجهيزات نامرئي‌كننده‌اي كار مي‌كردند كه مستلزم حضور تركيبات پيچيده‌اي از كلاس مواد موسوم به فوق مواد بود كه تركيباتي از فلزات و مواد نارسانايي محسوب مي‌شوند كه بيشتر از آن كه به حالت تركيبي‌شان مربوط شود، خواص نوري فوق‌العاده‌اي را از ساختار منحصربه‌فردشان بروز مي‌دهند. در اين خصوص، محققان ماده‌اي را خارج از يك شبكه توري به دقت ساخته شده از لايه‌هاي متناوب نقره و فلوريد منيزيم و ماده ديگر را خارج از نانو سيم‌هاي نقره‌اي رشد يافته درون اكسيد آلومينيم متخلخل شكل دادند و با اين فوق موادهاي فلزي نشان دادند كه نور مي‌تواند به سمت عقب و به شكل وارونه خم شود كه اين ويژگي خاصيتي بي‌سابقه و بي‌نظير در طبيعت به شمار مي‌رود، اما در حالي كه فوق مواد فلزي به منظور دستيابي به پوشش نامرئي‌كننده در فركانس‌هاي مايكروويو با موفقيت مورد استفاده واقع شده است، با اين حال تاكنون، فرايند پنهان‌سازي در فركانس‌هاي نوري كه گامي كليدي به سوي دستيابي به نامرئي‌سازي حقيقي به شمار مي‌رود، ناموفق بوده است چون كه اين عناصر فلزي به ميزان زيادي نور جذب مي‌كنند. محققان معتقدند حتي با وجود پيشرفت‌هايي كه در فوق مواد نوري صورت گرفته، مقياس‌سازي تحت طول موج عناصر فلزي و قرار دادن آنها به شيوه‌اي سه‌بعدي كه به شكل دلخواه طراحي شده باشد هنوز به عنوان چالشي در فركانس‌هاي نوري مطرح است.
اما اين رداي غيب‌كننده جديد ارائه شده توسط گروه محققان به طور اختصاصي از مواد نارسانايي ساخته مي‌شود كه غالبا در فركانس‌هاي نوري شفاف هستند. اين پوشش نامرئي‌كننده در صفحه‌اي مستطيلي شكل از سيليكون (به ضخامت 250 نانومتر) نشان داده مي‌شود كه به عنوان يك موج بر نوري خدمت مي‌كند كه در آن نور در بعد عمودي محدود مي‌شود، اما آزاد است تا در 2 بعد ديگر منتشر و گسترده شود.
در اين ساختار يك الگوي به دقت طراحي شده از سوراخ‌ها كه هر يك قطري معادل 110 نانومتر دارند، صفحه سيليكوني را روزنه‌دار كرده و اين قطعه را به فوق ماده‌اي تغيير شكل مي‌دهد كه نور را مثل آبي كه به اطراف يك تكه سنگ جريان دارد مجبور به خم شدن مي‌كند. در آزمايشات گزارش شده، اين پوشش پنهان‌كننده براي پوشاندن ناحيه‌اي به اندازه حدود 8/3 ميكرون مورد استفاده قرار گرفت و فرآيند نامرئي‌شدن را در زواياي متغيري از نور منتشره به نمايش گذاشت. در حال حاضر اين رداي غيب‌كننده براي نوري با طول موج بين 1400 و 1800 نانومتر مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد كه در واقع بخش نزديك به مادون قرمز طيف الكترومغناطيسي محسوب مي‌شود و درست اندكي بلندتر از طول موج نوري است كه مي‌تواند با چشم انساني ديده شود. به اعتقاد محققان از آنجايي كه تركيب و طراحي اين فناوري غيب‌كننده كاملا عايق است، ساخت و توليد آن آسان و از طرفي روندي رو به جلو و همراه با پيشرفت داشته باشد. با اين اوصاف دانشمندان خوش بين هستند كه با نگاهي دقيق‌تر و جامع‌تر به رويكرد كاملا عايق در ساخت فناوري نامرئي‌كننده، شاهد به ثمر نشستن موادي باشند كه براي نور مرئي قابليت كاركرد داشته باشد و به عبارتي نامرئي‌سازي واقعي براي چشم غيرمسلح را عملي سازد. تاكنون محققان در آزمايش خود شاهدي مبني بر مفهوم پنهان‌سازي نوري را به نمايش گذاشتند كه به خوبي در دو بعد كار مي‌كند و هدف بعدي آنها تحقق بخشيدن به پوششي غيب‌كننده براي هر سه بعد است كه مرزهاي نويني را به سوي كاركردهاي بالقوه دانش اپتيك تغيير شكل و تبديل اشيا باز مي‌كند.
www.jamejamonline.ir