Es wird heftig! Wenn Sie sehen, wie ein Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften vor Ort die „Unsichtbarkeitstechnik“ vorführt, welches wissenschaftliche Prinzip steckt dahinter?

Kürzlich stellte Chu Junhao, ein Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, bei einer wissenschaftlichen Veranstaltung den „Wirksamkeitstest verschiedener optischer Tarnmethoden“ vor und demonstrierte vor Ort die „Unsichtbarkeitstechnik“, die durch den Einsatz spezieller Materialien erreicht wird. Was ist das Prinzip, um während des Experiments Unsichtbarkeit zu erreichen? Wie lange wird es dauern, bis unsichtbare Technologie Teil unseres Alltags wird?

0 1 Das Geheimnis des „verschwindenden Unterkörpers“ lüften

Vor Ort forderte Akademiker Chu Junhao die Mitarbeiter auf, eine Diskussionsrunde abzuhalten. Zuerst konnte man den Unterkörper der Figur durch das Panel sehen, aber nachdem das Material um 90 Grad gedreht wurde, „verschwand“ der Unterkörper von Akademiker Chu Junhao, aber die Bühnenszene hinter der Figur war deutlich zu sehen. Akademiker Chu Junhao sagte: „In Zukunft wird Harry Potters Tarnumhang ein alltäglicher Kleidungsstück sein.“

▲ Vor und nach der Materialrotation

Chen Zheng, außerordentlicher Professor an der Fakultät für Physikalische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften der Jiaotong-Universität Peking, erläuterte, dass das Prinzip, mit dem Akademiker Chu Junhao die „Unsichtbarkeit“ seines Unterkörpers erreichte, auf einem Linsenraster beruht. Dieses Material ist etwas ganz Besonderes: Es besteht aus Reihen winziger zylindrischer Konvexlinsen. Jede zylindrische Konvexlinse komprimiert das dahinterliegende Objekt zu einem dünnen Streifen. Wenn genügend Linsen vorhanden sind, wird das Objekt in unzählige identische dünne Streifen zerlegt, so dass es so aussieht, als könne man es nicht sehen, wodurch ein visueller „Unsichtbarkeits“-Effekt erzielt wird.

▲Linsengitter, aufgenommen mit einem Mobiltelefon im Makroabstand

Im Experiment wurde die Filmplatte um 90 Grad gedreht, um den zylindrischen Spiegel parallel zu den Beinen des Akademikers Chu Junhao auszurichten. Der Grund, warum man den Bühnenhintergrund erkennen kann, liegt hauptsächlich an den horizontalen Streifen im Hintergrund. Diese horizontalen Streifen bleiben auch nach der Bildgebung vollständige Streifen und fallen daher stärker ins Auge. Es sind diese horizontalen Streifen, die ausreichen, um Aufmerksamkeit zu erregen und den Stealth-Effekt deutlicher hervorzuheben. Darüber hinaus demonstrierte der Akademiker Chu Junhao auch andere Möglichkeiten der Unsichtbarkeit, darunter die Verwendung zweier Materialien mit ähnlichem Brechungsindex und die Abbildung ebener Spiegelreflexionen.

0 2 Perfekte Unsichtbarkeit? Wie funktionieren Metamaterialien?

Chen Zheng führte aus, dass Unsichtbarkeit im weiteren Sinne das Verschmelzen mit dem Hintergrund bedeutet. Aus dieser Perspektive gibt es tatsächlich viele Möglichkeiten, Unsichtbarkeit im sichtbaren Lichtbereich zu erreichen. Eine einfache Form der Unsichtbarkeit ist beispielsweise das Liegen im Gras in Tarnkleidung. Aus optischer Sicht kann man, um ein undurchsichtiges Objekt unsichtbar zu machen, die Reflexion eines ebenen Spiegels nutzen, um das Licht am Objekt vorbeizulassen und die Richtung des einfallenden Lichts mit der des austretenden Lichts in Einklang zu halten. Bei transparenten Objekten kann Unsichtbarkeit durch Ausnutzung des Brechungsindex erreicht werden. Um wirklich perfekte Unsichtbarkeit zu erreichen, bieten Metamaterialien eine völlig neue Lösung. Yuan Lanfeng, ein assoziierter Forscher an der University of Science and Technology of China, sagte, dass die Eigenschaften von Metamaterialien in der Art und Weise liegen, wie die Nanopartikel im Material gestapelt sind. Wenn Sie Kleidung aus Metamaterialien tragen, wird das Licht, das auf Ihren Körper trifft, in die entgegengesetzte Richtung abgelenkt und aus der Ferne sieht es so aus, als ob das Licht kein Objekt durchdrungen hätte. Und Metamaterialien sind nicht auf die Optik beschränkt, sie existieren in vielen elektromagnetischen Bändern und sogar im Bereich der Akustik. Yuan Lanfeng sagte: „Das ist eine revolutionäre Idee. Sie beruht nicht auf den Eigenschaften des Materials selbst, sondern auf der unterschiedlichen Stapelung von Materialstrukturen, um bisher unerreichbare Effekte wie einen negativen Brechungsindex und eine negative magnetische Permeabilität zu erzielen.“

0 3 Ist es noch weit davon entfernt, einen Tarnumhang anzulegen?

Je weiter sich die Stealth-Technologie entwickelt, desto fortschrittlicher wird die Erkennungstechnologie. Chen Zheng führte aus, dass Neutrinos klein genug, zahlreich und mit einer starken Durchdringungskraft seien. - Die Neutrino-Erkennung erfährt derzeit große Aufmerksamkeit und ermöglicht die Erkennung von Atom-U-Booten und Atomexplosionen in allen Teilen der Welt.

Bei den Objekten der Gravitationswellenerkennung handelt es sich allesamt um großräumige Objekte, und es können nur Gravitationswellen erkannt werden, die stark genug sind.

Doch egal, wie sich die Anti-Erkennungstechnologie weiterentwickelt, es wird nie eine ultimative Erkennungsmethode geben, die jede Heimlichkeit erkennen kann, und natürlich wird es nie eine Heimlichkeitsmethode geben, die nicht von jeder anderen Erkennungsmethode erkannt werden kann. Derzeit wird Tarnkappentechnologie im militärischen Bereich als Mittel zur Vermeidung von Entdeckung sowie im Alltag beispielsweise bei Kontaktlinsen und unsichtbaren Zahnspangen eingesetzt. Mit einfachen Stealth-Methoden können zukünftig die Verteilerkästen, Abwasserbrunnen etc. des Parks in die Umgebung integriert werden. Hier ist noch viel Raum für Fantasie. Chen Zheng sagte, dass Heimlichkeit nur ein Ziel sei. Es gibt viele technische Möglichkeiten, Tarnung zu erreichen, und die beteiligten Branchen und Technologiefelder sind ebenfalls sehr vielfältig. Um letztendlich einen idealeren Tarneffekt zu erzielen, sind umfassende Fortschritte in den Bereichen Materialien, Maschinenbau, Optoelektronik, Chemie und anderen Bereichen erforderlich.

Quelle: China National Radio