Cloaking Device Concept Siirtyy Teorian Ulkopuolelle

{h1}

Graeme milton unelmoi uusia materiaaleja, kehittää matemaattisia kaavoja kuvaamaan niitä ja jättää sen muille rakentamaan ja osoittamaan niiden hyödyllisyyttä.

Tämä kulissien takaa koskeva artikkeli toimitettiin WordsSideKick.comille yhteistyössä National Science Foundationin kanssa.

Sovellettu matemaatikko Graeme Milton unelmoi uusia materiaaleja, kehittää matemaattisia kaavoja kuvaamaan niitä ja jättää sen muille rakentamaan ja osoittamaan uutuutensa ja hyödyllisyytensä laboratoriossa.

Vaikka monet hänen teoreettisista näkemyksistään julkaistaan ​​vertaisarvioitujen aikakausjulkaisujen aikana, hänen tutkimustyönsä superlensillä, joilla on kyky piilottaa tai "peittää" esine, on liian samankaltainen kuin Star Trekin ja Harry Potterin kuvatut peittämisvälineet, jotka ovat haudattu vuosikertomuksissa korkeakoulut.

Superlensin käsite tuli alunperin Sir John Pendrystä vuonna 2000 - vaikka Milton ja hänen kollegansa Nicolae Nicorovici ja Ross McPhedran suorittivat läheisesti liittyviä tutkimuksia jo vuonna 1994 - ja konseptia on tutkittu laajasti. Silti kukaan ei ollut ymmärtänyt peittämisominaisuuksia, ennen kuin heidät löydettiin Miltonin ryhmän tutkimuksesta.

Ylivoimaisen viittauksen käsite on pitkä matka toimivasta laitteesta, mutta matemaattisen konseptin eheys on lähettänyt kokeilijoita laboratoriossa yrittäen muuttaa teoria todelliseksi. Toistaiseksi tällä alalla työskentelevät ryhmät eivät ole valmiita julkaisemaan papereita, mutta he ovat saavuttaneet tarpeeksi yrittääkseen yrittää.

"Olemme kaukana Star Trek -laitteesta, mutta osa tähän mennessä saaduista kokeellisista tuloksista on yllättävää ja jännittävää", Milton totesi.

Milton jatkaa tutkimustaan ​​Utahin yliopistossa, jossa matematiikan osastolla on eräitä maan parhaita tutkijoita uusien materiaalien matematiikan opiskelusta.

Vaikka kollegat pitävät Miltonia "maailman parasta maailmassa" materiaalien matematiikan kanssa, hän ei ole aina niin kovin rankattu. Itse asiassa Sydneyssä Australiassa syntynyt Milton lähti lähelle toista vuotta Sydneyn yliopistossaan, koska hän vietti paljon aikaa lukemalla kehittyneistä aiheista, kuten kvanttimekaniikasta ja yleisestä suhteellisuudesta, hän ei osallistunut säännöllisiin luokkiinsa ja lopulta pudonnut koulusta viettämään vuodessa autolla ajettaessa Uuden-Seelannin kautta.

Myöhemmin hän palasi yliopistoon purkamaan ja ansaita fysiikan fysiikan ja fysiikan maisterin tutkintoihin, jota seurasi Cornellin yliopiston fysiikan tohtori. Hänen rakkautensa ulkona loi hänet hyväksymään työn Utahissa - hän tekee parhaan ajattelunsa hiihtoa, maastopyöräilyä, uintia ja maastopyöräilyä.

Miltonin ja Nicorovicin laatimat superlensit ympäröivät läheistä esinettä tekemällä valoa käyttäytyvän epätavallisella tavalla. Sen sijaan, että positiivinen taitekerroin, joka saa valon taivutuksen samalla tavoin kuin ilmassa kulkeutumisen keskilevyyn, kuten lasiin tai veteen, superlensillä on negatiivinen taitekerroin, joka olennaisesti aiheuttaa valon kääntämisen ja kulkiessa taaksepäin. Kun kohde asetetaan superlensin viereen, objektin valo heittää pois valolta, joka heijastaa pois superlens, mikä tekee objektista näkymätön. Milton sanoi, että ilmiö, jonka Milton ja Nicorovici teoretisoivat ja jonka tietokone vahvisti, on melko samanlainen kuin melunvaimennuskuulokkeiden matkustajien kuluminen lentokoneissa.

"Tässä vaiheessa kokeita pidettäisiin onnistuneina, jos he työskentelisivät yhden valon taajuuden kanssa ja peittäisivät muutaman pölynpurkauksen, ja esineen pitää olla paljon pienempi kuin superlens", sanoi Milton. Haasteesta huolimatta joukko tutkijoita parhaillaan pyrkii osoittamaan periaatteesta. "He ovat saavuttaneet jonkin verran edistystä, mutta he haluavat tehdä enemmän työtä ennen kuin he antavat tuloksensa paperille", hän lisäsi.

Mahdolliset ennenaikaiset käyttötavat peittävään laitteeseen vaihtelevat. Vaikka varkain sotilaalliset laitteet ovat ilmeinen vaihtoehto, yksi lähestymistapa on lääketieteessä, jossa käsite sallii tiettyjen sähköisten välineiden käytön huolimatta voimakkaiden sähkömagneettisten kenttien, kuten sairaala-aivojen skannereiden, tuottamasta. Milton ja muut tutkijat ovat myös suorittaneet asiaan liittyviä töitä, jotka voivat osoittautua kykeneviksi ohjaamaan maanjäristysten elastisia iskuja.

Vaikka käytännön sovellukset ovat hauskoja spekuloida noin matemaatikot voivat arvostaa uuden matematiikan esittämä käsite yhtä paljon.

"Tulokset johtavat paremman käsityksen osittaisdifferentiaaliyhtälöistä, jotka johtavat ymmärtämään paremmin äänen, valon, nesteen ja turbulenssin etenemistä", Milton sanoi. Uusi matematiikka auttaa myös tutkijoita ymmärtämään paremmin metamateriaalien uutta aluetta - sellaisten uusien materiaalien joukkoa, joilla ei ole luonnossa esiintyviä materiaaleja. "Nykyiset lait eivät kuvaile riittävästi materiaaleja, joilla on eksoottisia mikrorakenteita, jotka liittyvät johonkin metamateriaaliin."

Uusien materiaalien laatiminen on, kuinka Milton ja hänen kollegansa törmäsivät yliluonnosta ensinnäkin. Metamaterialin ominaisuuksia sanelee sen sisäinen rakenne eikä sen koostumus. Hänen tehtävänsä vaatii häntä löytämään tai suunnittelemaan uusia geometrisia rakenteita ja kehittämään matemaattisia kaavoja todistamaan niiden ominaisuuksia. Hän työskenteli kotimaassaan Australiassa komposiittimateriaalina, joka koostui pinnoitetuista sylintereistä, kun hän tajusi, että sylinterit voisivat keskittyä valoon epätottomalla tavalla.Tämä löytö johti lopulta hänen superlens-viittauksensa matemaattiseen malliin.

  • Video: Cloaking Concept siirtyy teorian ulkopuolelle
  • Video: Valo menee taaksepäin
  • Video: Jäätymisvalo

Toimittajan huomautus: Tätä tutkimusta tukivat National Science Foundation (NSF), liittovaltion virasto, jonka tehtävänä on rahoittaa perustutkimusta ja koulutusta kaikilla tieteen ja tekniikan aloilla. Katso kohtausten takana oleva arkisto.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com