Da li su nau?nici na putu da pronaðu nevidljivi ogrta? Harija Potera
Materijal koji svetlost obilazi u luku
Odelo koje svog nosioca ?ini nevidljivim susretali smo ve? u delima fantastike, od "Nevidljivog ?oveka "H.DŽ. Velsa, pa do "Zvezdanih staza" i "Harija Potera". Neki se se?aju i "stelt" bombardera, bila to legenda ili ne. Sada su se tog poduhvata istinski latili nau?nici u Engleskoj i SAD, koji optimisti?no najavljuju da su uspeli da naprave šemu vrlo egzoti?nih materijala, koji ne li?e ni na šta u prirodi.
Oni izgledaju kao da su nevidljivi zato što upravljaju svetloš?u i drugim oblicima elektromagnetske radijacije oko predmeta, odbijaju?i ih i ?ine?i tako predmet koji obavijaju nevidljivim, baš kao da je uba?en u neku kosmi?ku rupu.
Prvi istraživa?ki tim koji radi na ovom projektu jeste tim Kraljevskog koledža u Londonu (Imperial College London). Voða ovog poduhvata, profesor Džon Pendri obrazložio je teorijski celu svoju zamisao u magazinu Sajens (Science), a kolege sa Univerziteta Pensilvanija ( SAD) odmah su pozdravile njegov pronalazak, potvrðuju?i da se i na ovom ameri?kom univerzitetu priprema jedan ovakav "štof", uz pomo? novih materijala nazvanih "metamaterijali".

Kao u Zvezdanim stazama: Korak do stvaranja metamaterijala
Pendi takoðe predlaže koriš?enje metamaterijala koji mogu da se podese tako da "savijaju", odnosno usmeravaju na drugu stranu elektromagnetsko zra?enje radio talasa ili svetlosti. Ogrta? napravljen od tog materijala, ?ija je struktura usklaðena sa submikroskopskom skalom, ne bi reflektovao svetlost, niti bi bacao senku.
Umesto toga, svetlost i drugi elektromagnetni zraci bi jednostavno zaobišli "ogrta?" i otplovili dalje oko njega, nastavljaju?i u istom pravcu kao da nikad nisu ni naišli na prepreku. Onaj ko posmatra tu svetlost mogao bi, doslovno, da vidi kroz ogrta?, odnosno stvari koje su iza njega, dok bi sve što je unutar ogrta?a, ostalo van domašaja vida. Tako bi i onaj ko odene ovakav ogrta? bio potpuno nevidljiv I sakriven iza njegovog omota?a.
Mada ovaj ogrta? još nije napravljen, prva verzija nevidljivog materijala mogla bi da bude napravljena kroz godinu i po dana, tvrde ?lanovi Pendrijevog tima. To što je projekat najavljen unapred posledica je želje da se pozovu i drugi inovatori da se sa svojim idejama priklju?e izradi ovog neobi?nog materijala.
Ovo istraživanje, meðutim, pomogao je i Pentagon, odnosno njegova agencija DARPA (Defrence Advanced Research Project Agency) zbog izuzetnih mogu?nosti njegove primene u vojne svrhe.

Elektromagnetni štit: Shema prelamanja svetlosti oko nevidljive lopte
Materijal koji odbija svetlost, ina?e, trebalo bi, bar u prvim verzijama, da bude veoma debeo, pre nalik na oklop nego na lepršavi plašt.
Jer, metamaterijal je sa?injen od egzoti?nih sastojaka, elektronskih pre svega - to jest od žica i induktora koji se mogu podesiti da vrlo precizno kontrolišu na?in na koji svetlost putuje kroz njih, odnosno oko njih. Ti materijali, po re?ima Džona Pendrija, imaju nenormalne opti?ke odlike.
Tim iz Londona precizno je izradio plan kako da strukturu tog sferi?nog metamaterijala u?ini nevidljivom, kao i predmet koji je njome obavijen ili pokriven. Ta?no su definisana potrebna materijalna svojstva da se to postigne. Sve drugo je u sferi teorijskog izazova inženjerima celog saveta da pronaðu na?in kako da to postignu, rešavaju?i probleme ta?ku po ta?ku.
Jedan od klju?nih problema je taj što, prema sadašnjim nacrtima, ovi materijali ne bi mogli da se koriste univerzalno, ve? samo za pojedina?ni predmet koji treba da sakriju. Trenutno, Pendrijev izum može da radi samo na talasnim dužinama ve?im od onih na kojima se emituje vidljiva svetlost.
Da bi se napravio materijal za plašt koji bi radio na vidljivim talasnim dužinama morali bi da se uklju?e specijalno napravljeni nano metamaterijali.
Jedan opti?ki stru?njak sa univerziteta Sautempton (Velika Britanija), misli da te probleme nije mogu?e prevazi?i u datom vremenskom okviru. On, ipak veruje da bi se nevidljivost materijala mogla posti?i uz pomo? uskog "navoja" talasnih dužina, koje bi, kao nekakv štit, mogle da sakriju neki predmet od radara koji ga traži, ili, pak, od mikrotalasnih emitera.
Pendrijev tim upravo I radi na takvom materijalu, na?injenom od milimetarskih metalnih jedinica. Pendri u daljem elaboriranju svog projekta tvrdi da je zasad uspeo da reši problem skretanja svetlosti oko predmeta koiji treba da ostane nevidljiv, ma iz kog pravca ona dolazila, kao i da se taj princip može primeniti na bilo koji oblik, što zna?i da se svaki predmet može u?initi nevidljivim.
Smit i Šurig su nau?nici koji takoðe pokušavaju da pronaðu ureðaj koji bi dokazao ovaj princip, u okviru DARPA. Oni su optimisti i o?ekuju da ?e DARPA ve? ove godine uspeti da proizvede uzorak nevidljivog odela i demonstrirati ga, odnosno razviti njegove osnovne fizi?ke principe.
Efekat nevidljivosti zavisi od "refraktivnog indeksa" materijala, ili njegove mo?i da uti?e na pravac svetlosti koja prolazi kroz njega. Kad je re? o nanomaterijalima, taj najbliži pravac nije pravolinijski, ve? onaj koji kruži oko predmeta i zaobilazi ga da bi, odmah kad ga zaobiðe nastavio da ide prvobitnim pravcem sa kog je odstupio.
Ali, savijanje svetlosti samo je jedno od svojstava koje taj nevidljivi materijal mora da ispuni. Drugo je da se svetlost ponovo vrati na svoj prvobitni pravac. A zatim, kada svetlost dospe do ogrta?a, ona ne bi smela da se reflektuje sa njegove površine.
"To zna?i da taj materijal deluje kao prazan prostor", kaže Smit.
Džordž Elefterijades sa Univerziteta Toronto misli da tu postoji ograni?enje i da nanomaterijal koji ?ini predmete nevidljivim ne?e mo?i da radi baš na svakoj frekvenciji.
Jer, da bi se proizveo efekat nevidljivog ogrta?a, substruktura metamaterijala mora biti manja od talasne dužine svetlosti pre njenog reusmeravanja. To trenutno mogu da urade mikrotalasi, ?ija je talasna duzžina tri centimetra. Ali preusmeravanje vidljive svetlosti od oko pola mikrometra, ili pola milionitog dela metra, iziskuje metamaterijale sa strukturom izgraðenom na molekularnom nivou. Tome pomažu nedavna otkri?a u oblasti nanomaterijala.
Prototip metamaterijala zamišljen je tako da bude sastavljen od reda milimetarskih bakarnih šipki i prstenova u obliku slova C, usaðenih u kombinovanu tablu od opti?kih vlakana, nalik na štampane plo?e sa strujnim kolima u kojima su normalno smešteni kompjuterski ?ipovi. I šipke i prstenovi mogu pasivno da stvaraju elektromagnetna polja kada se izlože mikrotalasnom zra?enju. Te komponente mogu da odrede stazu koju ?e radijacija da sledi.
Ova vrsta materijala mogla bi da se koristi i za pravljenje svemirskih sondi da bi se osetljiva oprema zaštitila od kosmi?kog zra?enja. Meðutim, to zna?i da ureðaj koji je obmotan metameterijalom, da bi postao nevidljiv, i sam mora da postane "slep" za zra?enja odreðenog frekvencijskog opsega, tako da, na primer, ako se avion krije od radara, on ne bi mogao da bude navoðen drugim radarom, ve? bi pilot morao da obavlja navigaciju na osnovu onog što vidi. Dakle, ova tehnologija daleko je od one kakvu su zamislili tvorci serije Zvezdane staze, u kojoj se koristi nevidljivi materijal kako bi svemirski brod postao nevidljiv. Pa ipak, vojni stru?njaci ve? danas tipuju upravo na nevidljive avione ili tenkove, koji bi jednog dana mogli da krstare bojištima ili iznad njih, zašti?eni "nevidljivim plaštom".
Svetlost kao voda
Metamaterijal, zahvaljuju?i svojoj izmenjenoj strukturi ?ini da se svetlost ponaša kao voda: ukoliko naiðe na prepreku, ona je zaobilazi.
Matemati?ka shema nevidljivog metamaterijala pokazuje da je re? o strukturnim promenama na nivou nanoskale, a ne hemijskim.
Džon Pendri je ve? nacrtao i ureðaj koji bi, kada se napravi, poslužio za testiranje nevidljivosti. On bi se sastojao od sfere, ili cilindra, obavijenog metamaterijalom, koji bi taj predmet štitio od radio-talasa.
Takoðe, kada svetlost jednom skrene i zaobiðe objekat, potrebno je dosledno izvesti princip tzv. "opti?ke varke", kako bi svetlost ponovo skrenula na svoju stazu u istom smeru, ?im zaobiðe "nevidljivi predmet", kako bi se stvorio utisak da na tom mestu nije bilo ni?ega.
Alternativa metamaterijalu, prema paralelnom istraživanju jedne druge grupe nau?nika je primena materijala poznatih pod imenom superso?iva, koji takoðe imaju svojstvo da odbijaju svetlost ukoliko se raseju oko predmeta koji treba u?initi nevidljivim.
http://www.danas.co.yu/20060531/commedia1.html#0