دراسة: أجهزة التخفي قد تصبح ممكنة باستخدام مواد فائقة التوصيل

عباءة الاختفاء

قد تبدو فكرة عباءة الاختفاء بمثابة سحر أكثر من كونها علماً، لكن الباحثين يعملون بجد حالياً لإنتاج أجهزة يمكنها تشتيت الضوء وثنيه بطريقة تخلق تأثير الاختفاء.

وحتى الآن، اعتمدت هذه الأجهزة على المواد الخارقة، وهي مادة تم تصميمها خصيصاً لامتلاك خصائص جديدة غير موجودة في المواد التي تتواجد بشكل طبيعي أو في الجسيمات الفردية لتلك المادة، لكن الدراسة التي أجراها تشين والمؤلفون المشاركون تقترح استخدام α- MoO3 لإنشاء هذه الأجهزة غير المرئية.

تدفق الطاقة

من خلال امتلاك بعض الخصائص الفريدة، يمكن لهذه المواد أن توفر منصة ممتازة للتحكم في تدفق الطاقة، حيث أظهرت نتائج المحاكاة التي أجراها الفريق أنه عندما تحل مواد α-MoO3 الأسطوانية أو الملفوفة محل المواد الخارقة، يمكن لمكثف الاختفاء المبسط أن يكتسب تأثيرات الاختفاء الكهرومغناطيسي وتركيز الطاقة الذي يمكن إثباته بواسطة جهاز شبه كامل الاختفاء.

ونتيجة لذلك، تُظهر الدراسة أن المواد الزائدية مثل α-MoO3 وخامس أكسيد الفاناديوم V2O5 يمكن أن تكون بمثابة أساس جديد لبصريات التحويل، مما يفتح إمكانية الأجهزة الضوئية التي تتجاوز مُركِّزات الاختفاء، بما في ذلك تحسين أنظمة التصوير بالأشعة تحت الحمراء والكشف.

المسار الذي يسلكه الضوء

كانت بصريات التحول موضوعاً ساخناً في الفيزياء على مدار العقود الأخيرة بفضل اكتشاف أن المسار الذي يسلكه الضوء عبر وسيط مستمر يمكن أن يكون هو نفسه عند انتشاره عبر الفضاء المنحني الذي خضع لتحويل الإحداثيات.

والنتيجة هي أنه يمكن التلاعب بسلوك الضوء أثناء مروره عبر مادة، وهو أمر أدى إلى إنشاء العديد من الأجهزة البصرية الجديدة، مثل عباءات الاختفاء، وهي مادة تمويه يمكن أن تغطي شيئاً ما وتحني الضوء من حوله مما يجعله يختفي تقريباً، وأجهزة الوهم البصري الأخرى.

الأجهزة البصرية الخارقة

وقال تشين: "إنها المرة الأولى التي يتم فيها استخدام المواد ثنائية الأبعاد لتحويل الأجهزة البصرية، فعادة، نحتاج إلى مواد خارقة ولكن هذا أبسط بكثير"، وتابع الباحث موضحاً أن التطبيق الأول لنتائج هذه الدراسة قد يكون مكثف طاقة كبير الحجم قادر على تحسين مثل هذه الأجهزة، وأضاف: "نجري الآن تجارب من خلال طرح α-MoO3، ونأمل أن تظهر نتائجها قريباً جداً".