شنل نامرئی واقعیست؛ عملکرد جادویی آن را در این ویدیو ببینید!

شنل نامرئی از سری فیلم‌های هری پاتر را بخاطر دارید؟ دانشمندان کانادایی توانسته‌اند یک گام در دستیابی به چنین گجت بی‌نظیری نزدیک‌تر شوند.
 

شخصیت‌های سینمایی زیادی به فناوری نامرئی شدن، دسترسی داشتند. از شخصیت مخوف «شکارچی» که به طور معمول از آن برای از پا در آوردن طعمه‌اش استفاده می‌کرد و البته هری پاتر دوست داشتنی که شنل نامرئی خود را به عنوان هدیه کریسمس دریافت کرده بود. مطمئنا همه‌مان چنین رویاهایی را در سر داشته‌ایم، اما نامرئی شدن دیگر فقط یک تخیل نیست. فناوری پنهان‌سازی، واقعی است. البته در مقایسه با مثال‌های بالا، هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد. با این حال دانشمندان به شدت در حال پیشرفت هستند، تا جایی که شما می‌توانید یک تکه لباس را به تن کنید و ناگهان از دید دیگران پنهان شوید.

از اوایل دهه ۲۰۰۰، استتار نوری یک پدیده علمی بوده است، اما این فرآیند به قدری پر زحمت و پیچیده بود که دانشمندان، کار روی آن را کاملا بی‌فایده تلقی می‌کردند. برای این کار لازم بود که شخصی در یک نقطه بایستد و چیزی شبیه پالتو بارانی، پوشیده شده از مواد بسیار بازتابنده به تن کند. سپس پشت این شخص، یک دوربین فیلمبرداری دیجیتالی قرار داده می‌شد که تصاویر را روی رایانه ضبط می‌کرد. کامپیوتر این تصاویر بهبودیافته را به یک پروژکتور در جلوی شخص ارسال می‌کرد، که آنها را به یک آینه منحصربه‌فرد به نام «ترکیب ‌گر» می‌تاباند و تصاویر پشت شخص را مانند یک فیلم روی شنل می‌تاباند. به نوعی قرار بود همه‌ی این کارها باعث شود که فردِ شنل پوش، «نامرئی» به نظر برسد. اما این پروژه‌ی پردردسر با شکست مواجه شد.

اما همین پروژه‌ی شکست خورده، یک نقطه شروع بود. علم در ۲۰ سال گذشته تکامل شگرفی پیدا کرد تا ورق برگردد.

به چشم‌های خود اعتماد نکنید!
هنگامی که نور (از هر طول موجی) به یک شی تابیده می‌شود، دو اتفاق می‌افتد: این جسم نور را منعکس می‌کند و به چشمان شما می‌تابد و آن را قابل مشاهده می‌کند، یا نور را جذب می‌کند و آن را می‌پوشاند، اما سایه‌ای از خود باقی می‌گذارد. در هر دو صورت، شی نامرئی نمی‌شود. هدف از فناوری شنل نامرئی، خم کردن نور به دور یک شی است؛ به طوری اگر هر کسی – از هر جهت یا زاویه‌ای – به آن نگاه کند، تنها آنچه را که در پشت سر شخص قرار دارد، می‌بیند. به عبارتی شخصی که شنل نامرئی را بر تن کرده، به طور موثری در چشم دیگران، شفاف و نامرئی است.

«HBC» یک شرکت مستقر در کانادا است که به دلیل ارائه مجموعه گسترده‌ای از تجهیزات استتار به ارتش‌های سراسر جهان مشهور است. این شرکت در اکتبر ۲۰۱۹، چهار اختراع مرتبط با ماده جدیدی به نام «استتار کوانتومی» را ثبت کرد. این فراماده‌ ارزان و منعطف نه تنها نور مرئی را در اطراف یک هدف تعیین شده، خم می کند؛ بلکه نور ماورا بنفش، مادون قرمز و موج کوتاه مادون قرمز را نیز خم می‌کند و همزمان شاخص حرارتی جسم (یا شخص) و سایه آن را مسدود می‌کند. ضمنا این فناوری پوشیدنی، نیازی به منبع انرژی ندارد و می‌تواند «در هر محیط، در هر فصل و در هر زمانی از شبانه روز» بکار گرفته شود.

این فراماده‌ نازک از یک جفت عدسی ساخته شده که باعث ایجاد «ضریب شکست منفی» می‌شود. استفاده از این لنزها به صورت پشت به پشت، باعث ایجاد جلوه نامرئی می‌شود. استفاده‌ی تکی از یک لنز، فقط تصویر پس زمینه را محو می‌کند و هیچ کس، گول چنین فریبی را نمی‌خورد. این عدسی‌ها اساسا ‌صفحه‌ای برآمده هستند که شامل ردیف‌هایی از عدسی‌های محدب (خمیده به بیرون) می‌شوند. استتار کوانتومی به طور «جادویی» نور را خم می‌کند و جزئیات پس زمینه را نشان می‌دهد. ضمنا یک «نقطه کور» بی‌نظیر را هم مستقیما در پشت ماده ایجاد می‌کند که برای پنهان شدن افراد مناسب است.

تکنولوژی نانو، فراماده و متالنز: خالقان نهایی شنل نامرئی
 
در حالی که استتار کوانتومی مزایای زیادی دارد، اما از محدودیت‌هایی هم رنج می‌برد. این تکنولوژی از عدسی استفاده می‌کند. بنابراین مستعد انحراف رنگی است که به عنوان پدیده «رنگین کمان رنگارنگ» نیز مشاهده می‌شود. طول موج‌های مختلف با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کنند (آبی کندتر از نور قرمز حرکت می‌کند). ضمنا این فناوری برخلاف شنل نامرئی هری پاتر، نوعی پارچه نیست که بتوان آن را پوشید و به بیرون رفت.

اما استفاده از متالنز (یک عدسی در مقیاس نانو) شاید به راحتی امکان پوشیدن چنین شنلی را فراهم کند. از لحاظ تئوری، یک متالنز می‌تواند نور را از هر طول موجی خم کرده و آن را در نقطه‌ای بی‌نهایت کوچک متمرکز کند. در سال ۲۰۱۸ تیمی به رهبری وی تینگ چن نشان داد که می‌توان با استفاده از متالنزهای مجهز به یک جفت نانوفین تیتانیومی، سرعت نور را تنظیم کرد. این تیم توانست، تقریبا کل طیف نور مرئی را (از ۴۷۰ تا ۶۷۰ نانومتر) با هدایت و خم کردن، دقیقا در یک نقطه‌ی کانونی متمرکز کند. لازم به ذکر است که محدوده بینایی انسان هم در محدوده ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر قرار دارد.

این احتمال وجود دارد که در برخی از آزمایشگاه‌های مخفی نظامی، نمونه اولیه‌ای از چنین گجتی وجود داشته باشد که فرامواد را با این متالنزهای نانو ترکیب کرده باشد. احتمالا ارتش در ابتدا به چنین فناوری پیشرفته‌ای دست خواهد یافت، اما شاید بعدها چنین شنلی در اختیار عموم مردم هم قرار بگیرد. با این حال اخلاقیات در بحث نامرئی شدن، قابل بحث است. اما اگر روزی یک شنل نامرئی در قفسه فروشگاه محلی‌مان قرار بگیرد، امیدواریم که کمی مدرن‌تر از شنل هری پاتر باشد!

به نظر شما انسان می‌تواند روزی به طور کامل خود را نامرئی کند؟