Harry•Porter的隐瞒斗篷真是太弱了,“时间和空间

日期:2020-03-18编辑作者:电影

彩世界首页,中国化工仪器网 技术前沿】隐身斗篷是《哈利·波特》系列电影中的经典道具,哈利曾一次又一次靠着它化险为夷。而现实世界中,我们作为不会魔法的“麻瓜”,也从未停止过对隐身技术的追逐。近日,据每日科学网报道,加拿大国家科学研究所(National Institute of Scientific Research,简称INRS)的科学家路易斯·罗梅罗·科尔特斯(Luis Romero Cortés)等在《光学设计》发表的论文中提到,他们可以通过控制光波的频率,制造出光谱隐身斗篷。

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当风靡全球的电影“哈利•波特”中魔法师的隐身斗篷头一次出现在电影荧幕时,人们还以为这是魔法和幻想。可如今随着超颖材料(metamateria)技术的发展,这已经不再是幻想了。人们已经可以在微波波段设计出隐身斗篷,使得电磁波从障碍物旁绕过去,达到隐身的效果。随着纳米技术的发展,制造出能够在光波波段工作的三维隐身斗篷也不再是幻想了。对电磁波隐身的斗篷工作原理如图所示。

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如图,光波沿着平行于x轴的方向传播,在0点处有一个隐身斗篷。当光传播到0点附近时,其传播路径发生的弯曲,贴着斗篷的表面传播。当光远离斗篷时,又恢复为平面波。这样在远处的观察者就根本无法发觉原点处的隐身斗篷以及其中我们要隐藏的物体。

我们知道时间与空间是相关联的。既然我们可以制造出隐身斗篷把空间上某点隐身起来,那么是不是也可以制造出一个时空隐身斗篷,用于隐藏发生在特定时空点上的事件呢[1]?如果可以那真是太酷了!想象一下,这是任何推理小说和特工电影都没有呈现过的景象:在一个受到严密监控的密室中,找到一种办法把某个将要发生的事件屏蔽起来,使它不被监视器记录。这就相当于偷偷地进入那个密室,打开监视器,清除相关内容,然后关门离开,这样在监视器中就像是什么也没有发生一样。只不过一个是事前屏蔽,一个是事后消除。

这听起来就像是科幻小说一样,可实际上用同样的超颖材料技术,从原理上来说,不是不可能实现。科学家们把它称之为“时空隐身斗篷”,或者说是“历史编辑器”。最近的一个实验也从原理上验证了时空隐身斗篷的可行性[2]。其基本的原理其实很简单。与传统的空间隐身斗篷不同,时空隐身斗篷并不弯曲光纤在空间中的轨迹,它利用的是超颖材料来控制光,制造出暂时的时间空白点来隐藏某个发生了的事件。具体来说,我们可以把探测的光分为波前领头部分,它被加速了,于是在事件发生前就跑过去了;还有波尾部分,它被减速了,在事件发生后才通过那个区域。最终把波前和波尾合并起来,就抹去了时空隐身斗篷存在的痕迹。在一个远处的观察者看来,任何在时空斗篷存在时间内存在的事物信息都被抹掉了。换句话说,对那个特定的时空点,我们创造了一个隐身斗篷,其中任何能量、信息和物质的痕迹都无法被观察到。我们也可以用下图来描述这个过程。

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