ไลท์เป็นนักกายกรรมที่ว่องไว มันเดินทางในหลายสีและความถี่ คลื่นของมันไม่ว่าจะยาวหรือสั้น สามารถเปลี่ยนให้ยาวขึ้นหรือสั้นลงได้ คลื่นแสงเปลี่ยนทิศทาง พวกเขาเด้งสิ่งที่แสงทำไม่ได้ อย่างน้อยที่สุดก็คือการถอยหลัง กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันมักจะหักเหหรือสะท้อนไปในทิศทางปกติที่สามารถคาดเดาได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการสร้างคลื่นแสงเพื่อทำยิมนาสติกที่ผิดธรรมชาตินั้นไม่สามารถหาวัสดุธรรมชาติที่ทำงานได้ แต่ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ นักฟิสิกส์และวิศวกรได้ทำการทดลองกับ “metamaterials” ที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นสารที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบที่
ควบคุมได้อย่างแม่นยำ นักวิจัยมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว:
พวกเขาได้สร้าง metamaterials ที่สามารถหักเหแสงไปข้างหลังได้ โดยการหักเหแบบย้อนกลับ วัสดุใหม่เหล่านี้สามารถดึงปลาขึ้นจากน้ำได้ ทำให้มันดูเหมือนลอยอยู่เหนือผิวน้ำ ในทางทฤษฎี วัสดุต่างๆ ยังสามารถทำให้วัตถุล่องหนได้ เช่นเดียวกับเสื้อคลุมชื่อดังของแฮร์รี่ พอตเตอร์
นักวิจัยยังไม่เข้าใจเทคนิคดังกล่าว แต่ความก้าวหน้าล่าสุดกำลังปรับปรุงความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการควบคุมวิธีที่ metamaterials ทำปฏิกิริยากับแสง วิศวกร Xiang Zhang จาก University of California, Berkeley กล่าว
วัสดุเมตายังอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ประโยชน์จากแสงรูปแบบอื่นที่เรียกว่ารังสีที (T-ray) หรือรังสีเทอร์เฮิร์ตซ์ (terahertz) รังสีทีมีคุณสมบัติที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจ แต่รังสีทีได้รับการพิสูจน์แล้วว่าท้าทายอย่างมากในการตรวจจับ วัด และแพร่กระจาย ดังนั้นชื่อสำหรับพื้นที่ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ครอบครองระหว่างคลื่นไมโครเวฟและรังสีอินฟราเรดที่รู้จักกันดี: ช่องว่างเทราเฮิรตซ์
วัสดุในที่ทำงาน | วัสดุที่ประกอบขึ้นจากโครงสร้างขนาดไมโครเมตร ซึ่งแต่ละชิ้นประกอบขึ้นเพื่อทำหน้าที่เป็นทั้งไดโพลไฟฟ้าและแม่เหล็ก จะแสดงในระยะใกล้ วางอย่างถูกต้อง วงจรเล็กๆ สามารถควบคุมคลื่นแสงได้
X. ZHANG และ S. ZHANG/UNIVERSITY OF CALIFORNIA, BERKELEY
รังสีเทราเฮิรตซ์สามารถผ่านวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น พลาสติก ผ้า ไม้ และแก้วได้ง่าย แต่จะถูกดูดซับโดยน้ำและก๊าซบางส่วน ความสามารถเหล่านี้และคุณสมบัติอื่นๆ ทำให้ T-ray น่าสนใจสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การถ่ายภาพทางชีวภาพไปจนถึงการควบคุมคุณภาพ (เช่น การตรวจจับฟองอากาศในก้อนโฟมจากกระสวยอวกาศ) และการมองเห็นภายในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท ตั้งแต่ปี 1990 เป็นต้นมา นักวิจัยสามารถสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงและคุ้มค่ามากขึ้นเพื่อสร้างและตรวจจับ T-ray รวมถึง T-ray imagers (SN: 8/26/95, p. 136) และกล้องถ่ายรูป แต่ความละเอียดของอุปกรณ์เหล่านี้ยังคงต่ำ ทำให้เทคโนโลยีนี้ไม่สามารถใช้งานได้อย่างแพร่หลาย
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
นักวิจัยหลายคนคิดว่าวัสดุ metamaterials ได้รับการออกแบบให้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแสงที่เฉพาะเจาะจงสามารถใช้ประโยชน์จากพลังของรังสีทีเพื่อสร้างกล้องที่เฝ้าดูการทำงานของโมเลกุลชีวภาพ สร้างอุปกรณ์คัดกรองที่มองผ่านวัสดุทึบแสงถึงแสงที่ตามองเห็นได้ หรือออกแบบสเปกโตรมิเตอร์ที่ “ดมกลิ่น” สารชีวภาพและสารเคมีที่รังสีเอกซ์ไม่สามารถตรวจจับได้ ในทางกลับกัน สามารถสร้างอุปกรณ์ปิดบังภาพทีเรย์เพื่อหลอกเครื่องคัดกรองเทอร์เฮิร์ตซ์เหล่านี้ได้เช่นกัน การปิดช่องว่างของเทราเฮิรตซ์ด้วยความช่วยเหลือของวัสดุ metamaterials อาจทำให้การปิดบังอาวุธ ระเบิด ยาเสพติด และสสารอื่นๆ หลุดออกจากอาณาจักรแห่งเวทมนตร์และเข้าสู่โลกแห่งความเป็นจริงได้
“แน่นอน วิทยาศาสตร์ยังใหม่อยู่และการประยุกต์ใช้เหล่านี้ยังอยู่ในขั้นตอนการพิสูจน์หลักการ” วิลเลียม พาดิลลา นักฟิสิกส์จากวิทยาลัยบอสตันกล่าว ปัญหาทางเทคนิคหลายอย่างต้องได้รับการแก้ไขก่อนที่วิศวกรจะสามารถสร้างอุปกรณ์สำหรับเครื่องคัดกรองความปลอดภัยในสนามบิน เครื่องสเปกโตรมิเตอร์ และผ้าคลุมล่องหน
สำหรับตอนนี้ นักวิจัยมีประสบการณ์มากขึ้นในการทำงานกับวัสดุ metamaterials ที่ปรับให้เข้ากับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแสงที่มองเห็นได้และรังสีไมโครเวฟ บางคนได้ผลิตเทคโนโลยีที่อาจเป็นประโยชน์อื่น ๆ: การรายงานในScienceในปี 2550 กลุ่มของ Xiang Zhang แสดงให้เห็นว่าเลนส์ที่ใช้วัสดุ metamaterials ร่วมกับเลนส์สายตาทั่วไปสามารถปรับเปลี่ยนแสงที่มองเห็นได้เพื่อ “เห็น” รูปแบบที่เล็กเกินไปที่จะสังเกตได้ด้วยออปติคัลธรรมดา กล้องจุลทรรศน์. อุปกรณ์ที่ตรวจจับเกล็ดละเอียดดังกล่าวสามารถใช้เพื่อสังเกตกระบวนการของเซลล์ เช่น การเคลื่อนที่ของโปรตีนและไขมันเข้าและออกจากเซลล์ ซึ่งปัจจุบันไม่สามารถรับชมได้ หรืออาจใช้เพื่อปรับปรุงขั้นตอนแรกของโฟโตลิโธกราฟีและนาโนลิโทกราฟี ซึ่งจำเป็นในการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> เว็บสล็อตแท้
