隐形斗篷:看这里

一种可以使物体“消失”的涂层已经被开发出来美国的科学家。科学作家马克·佩普罗一直在研究它是如何工作的。他向克里斯·史密斯透露了一切。

马克:又到了哈利波特的时间了，克里斯!加利福尼亚的研究人员发明了一种微小的隐形斗篷，它在隐藏物体方面似乎比以前的尝试更有效。因为自2000年代中期以来，科学家们一直在研究隐形斗篷。它们中的许多都依赖于元材料。当光线穿过它们时，它实际上会向自身弯曲，就像被镜子反射一样。所以从理论上讲，你用这些材料覆盖一个物体，物体后面的光线就会弯曲到前面，所以看起来好像物体已经不存在了。

克里斯:那么，这些特殊配方的问题是什么?

马克:与它们隐藏的物体相比，它们往往相对笨重。它们很难制作，也很难按比例放大到日常用品上。最关键的是，它们改变了穿过的光的相位。所以，如果你想象一个光波，波峰和波谷上下起伏，在那个发出的光波中，波峰变成了波谷，反之亦然。现在，用仪器很容易看到相变。所以，如果你真的想探测到隐藏的东西，很容易发现它，因为你可以看到这个特征相变。但是伯克利的这些科学家说，他们有一个解决这些问题的办法。他们制作了一个小的3D物体，实际上只有一根纤细的金发那么宽。它大约有36微米宽，然后他们在上面覆盖了一层薄薄的黄金和氟化镁，并在表面的深处放置了大约30纳米高的小金柱。现在，它们就像天线一样改变物体周围光线的路径。 Crucially, they also ensure that a phase of the light is unchanged. So the result, abra cadabra! The object disappears.

克里斯:它真的消失了吗?我的意思是，如果你的头发上只有一根头发，而且你的发根露出来了，这听起来可能是理想的选择。但不行，你能把它放大吗?你能不能做一个更大的版本来做一些实际的事情?

马克:嗯，这是他们提出的技术不同之处之一。他们使用电子束光刻技术制造了这些芯片，这种技术在半导体工业中广泛用于制造计算机芯片。他们指出，你现在可以在超长薄片上做这种纳米制造，尽管他们还没有做过，但他们的计算表明，你不必直接在物体上涂上这种斗篷。你可以做一个独立的斗篷，可以披在上面。目前，主要的缺点之一是它只适用于红灯。所以，这是他们未来要做的一个关键的事情，尝试在可见光谱上进行这项工作。

克里斯:为什么它能工作呢?为什么它能解决以前人们在制造这些东西时遇到的不能将光波前后翻转的问题呢?

马克:那是因为它以一种稍微不同的方式使光线弯曲。纳米天线的问题是，光与它们相互作用，如果你喜欢的话，它会在这些纳米天线表面的电荷中产生涟漪。这些波纹会产生一束光，然后射出。所以，这是一个稍微不同的引导光的过程。如果你愿意，它将光从光转化为表面上的电波，然后再以光的形式返回。

克里斯:你认为他们能克服颜色问题吗?我认为这与表面上的天线有多大有关，因为红色光波比较小的蓝色光波大得多。那么，他们能解决这个问题吗?

马克:没错，克里斯。例如，他们可能要做的是定制不同尺寸的纳米天线，这样你就有了一种形状的纳米天线，一些大一点，一些小一点，这样它们就可以应对不同波长的光，从而达到相同的效果。这不是不可能做到的。这使得做这个更复杂。因此，他们能否做到这一点还有待观察。