‘Áo tàng hình’ kiểu Trung Quốc vừa tàng hình vừa biến hóa

Trong một phát triển mới về khái niệm áo choàng tàng hình, các nhà nghiên cứu vừa thiết kế ra một chất liệu không những làm cho cho một đối tượng biến mất, mà còn tạo ra một hoặc nhiều ảnh ảo tại chỗ của nó. Vì nó không thể hiện đơn giản môi trường nền trước người nhìn, nên loại dụng cụ quang này có thẻ có những ứng dụng vượt trội hơn hẳn so với áo choàng tàng hình thông thường. Thêm nữa, không giống như những dụng cụ ảo giác trước đây, thiết kế đề xuất ở đây có thể được hiện thực hóa với những siêu chất liệu nhân tạo.

Môi trường ảo giác có thể làm biến đổi một hình ảnh thật thành một ảnh ảo. Thí dụ, một quả táo vàng (vật thật) được phủ kién bên trong lớp môi trường ảo giác trông như hai quả táo xanh (ảo giác) đối với bất kì người nhìn nào ở bên ngoài ranh giới ảo (đường cong đứt nét). Ảnh: Jiang, et al.

Đội khoa học gồm các kĩ sư Wei Xiang Jiang, Hui Feng Ma, Qiang Cheng, và Tie Jun Cui, tại trường đại học Đông Nam ở Nam Kinh, Trung Quốc, mô tả loại môi trường biến đổi quang tính mới phát triển gần đây là “môi trường ảo giác”. Như họ giải thích trong một nghiên cứu mới, bất kì vật nào bị bao kín bởi một lớp môi trường ảo giác như vậy sẽ xuất hiện là một hoặc nhiều vật nữa. Dụng cụ đề xuất của các nhà nghiên cứu được thiết kế để hoạt động ở tần số vi sóng.

“Môi trường ảo giác làm cho một vật bị vây kín trông giống như một vật khác nữa hoặc nhiều vật ảo”, Cui phát biểu với PhysOrg.com. “Vì thế, nó có thể sử dụng để gây nhiễu đối với những máy dò hoặc người nhìn, và máy dò hoặc người nhìn không thể nhận ra đối tượng thật. Hệ quả là vật được vây kín sẽ được bảo vệ”.

Như các nhà nghiên cứu giải thích, môi trường ảo giác giống như một cái áo tàng hình, ngoại trừ một khác biệt chính. Ở một cái áo tàng hình hoàn hảo, hầu như không có điện trường bị tán xạ, cho nên không gian ảo giác chỉ là không gian tự do. Ở môi trường ảo giác, mặt khác, môi trường tạo ra những kiểu điện trường tán xạ làm phát sinh những ảnh ảo. Bất kì máy dò nào đặt bên ngoài lớp môi trường ảo giác sẽ nhận ra các sóng điện từ như thế chúng bị tán xạ từ một vật ảo.

“Nói chung, những vật khác nhau sẽ tạo ra những kiểu tán xạ khác nhau dưới sự chiếu tới của sóng điện từ/sóng quang học”, Cui giải thích. “Do đó, một cái máy dò có thể nhận ra một vật theo kiểu tán xạ của nó. Môi trường ảo giác của chúng tôi sẽ làm thay đổi kiểu tán xạ của vật được vây kín để làm cho nso trông như một vật khác hoặc nhiều vật ảo”.

Thiết kế môi trường ảo giác mới có một ưu điểm so với những môi trường ảo giác được đề xuất trước đây ở chỗ nó dễ chế tạo hơn. Như Cui giải thích, khả năng này nằm ở chỗ cách thức xây dựng môi trường ảo giác.

“Khái niệm chung của môi trường ảo giác của chúng tôi giống với khái niệm của những môi trường ảo giác trước đây”, Cui nói. “Tuy nhiên, những môi trường ảo giác đã đề xuất trước đây là hai mảnh riêng biệt làm bằng siêu chất liệu, chúng được gọi là môi trường bổ sung và môi trường phục hồi. Môi trường bổ sung gồm những chất liệu thuận-trái với hằng số điện môi và độ từ thẩm đồng thời có giá trị âm. Hệ quả là dụng cụ ảo giác đã đề xuất đòi hỏi rất khắt khe các thông số vật liệu, và khó được hiện thực hóa. Mục đích của chúng tôi là tạo ra môi trường ảo giác khá dễ hiện thực hóa. Toàn bộ những thành phần hằng số điện môi và độ từ thẩm của chúng tôi đều hữu hạn và có giá trị dương. Vì thế, phương pháp được trình bày giúp người ta có thể hiện thực hóa môi trường ảo giác, sử dụng các siêu chất liệu nhân tạo”.

Tham khảo: Wei Xiang Jiang, Hui Feng Ma, Qiang Cheng, và Tie Jun Cui. “Illusion media: Generating virtual objects using realizable metamaterials.” Applied Physics Letters 96, 121910 (2010). Doi:10.1063/1.3371716

Theo PhysOrg.com