一个由英美两国科学家组成的研究团队昨天宣布,他们已经针对电磁波中的微波制造出“隐形斗篷”。以微波照射置于斗篷之中的物体时,斗篷会将微波的散射与阴影区降到最低;亦即从另一边观测时,微波犹如穿越空无一物的空间,因此观测者“看”不到此一物体。
这项研究是由伦敦帝国学院与美国杜克大学合作,论文刊于最新一期《科学》周刊网路版。相关技术颇具军事价值,假以时日可望开发出能够骗过雷达的隐形装置,因此五角大厦的“国防先进研究计划署”也为这项研究提供经费。不过要像科幻小说一样,制造出针对可见光的隐形斗篷,至少还需五到十年时间。
新问世的斗篷装置其实外型并不像斗篷,它是以特殊材质制成而表面镀铜的玻璃纤维环,排成直径卅公分的同心圆,中间竖立一个直径卅公分的铜圆柱体,做为试验对象。目前这种装置的隐形功效限于二维平面,而且还无法达到百分之百;科学家将进一步研发三度空间隐形、阴影完全消除的装置。
领导研究团队的伦敦帝国学院物理学教授潘德瑞爵士指出,隐形斗篷的核心概念,其实可以用水流来解释。当河水流过一块平滑的石头,水流会在石头前方分开,到了石头后方再会合,因此你从下游观看时,可能根本察觉不到石头的存在。将水流换成光波,科学家要做的就是找出一种物质,能够让光波平顺地先分开再会合,宛如不曾受到任何阻挡。
这种物质就是“超颖物质”(metamaterial,亦称“超常介质”)。超颖物质最大的特色在于,它与电磁波的交互作用并非决定于它的化学性质,而是决定于它的结构。为了达到此一目的,超颖物质的材料的内部结构尺度必须小于电磁波的波长,因此波长愈短的电磁波,所需的超颖物质也就愈难以制造,必须仰赖日新月异的奈米科技。
微波与雷达波的波长较长,其超颖物质结构尺度可达几公分,制造难度不算高。相较之下,可见光超颖物质就须以微米(百万分之一公尺)尺度来衡量,制造难度也大增。因此像《哈利波特》或《魔戒》中的隐形斗篷,或是“星舰迷航记”的隐形功能,短期内不会问世。
在军事运用方面,传统的匿踪科技是以特殊造形减少雷达波反射面积,并以特殊涂装材料吸收雷达波,以降低目标曝光的机会。但超颖物质制成的隐形斗篷,则是要让雷达波“穿过”目标,无法察觉它的存在。不过潘德瑞教授提醒大家:“这种斗篷无法做到很薄,虽然《哈利波特》的场景深入人心,但真正的斗篷可不会随风飘扬,它其实比较像个护套。”
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