再不要以為電影《哈利?波特》中的“隱身斗篷”是遙不可及的,通過一項(xiàng)最新的研究成果,“隱身斗篷”可能會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。美國加州理工學(xué)院的研究人員在3月23日的《科學(xué)》雜志上表示,他們成功構(gòu)建了對(duì)藍(lán)綠可見光譜具有負(fù)折射率的納米結(jié)構(gòu)光子材料。這一研究成果有望產(chǎn)生能夠進(jìn)行分子成像的新型光學(xué)顯微鏡,甚至創(chuàng)造出一些能使物體遁形的遮蔽裝置。
俄國人菲斯拉格于1967年最先提出了“負(fù)折射率材料”(即“左手征材料”、“菲斯拉格材料”),這些材料不符合常規(guī)的折射定律:當(dāng)光線從普通材料斜入射到負(fù)折射率材料上時(shí),折射光線并不向法線另一邊偏折,而是向著與入射光線同一邊的方向偏折,出現(xiàn)了負(fù)的折射角。由于利用這些特殊物質(zhì)能夠放大倏失波,實(shí)現(xiàn)“理想成像”,英國科學(xué)家彭瞿萊在2000年甚至建議利用它們制作“超級(jí)透鏡”(也稱“理想棱鏡”)。
近些年來,科學(xué)家陸續(xù)找到一些對(duì)微波和紅外波長具有負(fù)折射率的材料,但是對(duì)于波長更短的可見光,制作這些材料的方法并不能達(dá)到同樣的效果。
在最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究中,加州理工學(xué)院Atwater實(shí)驗(yàn)室訪問學(xué)者Henri Lezec、應(yīng)用物理學(xué)教授Harry Atwater以及研究生Jennifer Dionne利用等離子體,使光線沿著硅?氮材料的銀涂層表面波動(dòng)前進(jìn),之后再穿過一個(gè)納米尺度的黃金棱鏡,使二次入射硅?氮材料層的光線產(chǎn)生負(fù)折射。這一過程與針對(duì)微波和紅外波長光線負(fù)折射的原理并不相同。
論文第一作者Dionne表示,該發(fā)現(xiàn)最讓人激動(dòng)的地方在于它針對(duì)的是可見光波??人們能夠看到物體的波長。他說:“或許能夠創(chuàng)造出一種沒有衍射極限的‘超級(jí)透鏡’,使你僅用眼睛就能夠清楚地看到DNA和蛋白質(zhì)分子,而不用通過X射線晶體等復(fù)雜得多的方法。”
Atwater表示,等離子體技術(shù)確實(shí)具有產(chǎn)生“理想透鏡”的潛力,而它們將有極其廣泛的生物醫(yī)學(xué)和其他應(yīng)用。當(dāng)然,對(duì)公眾最有吸引力的還是該成果在“隱形”方面的應(yīng)用,利用該技術(shù)產(chǎn)生的遮蔽裝置能夠使置于其中的物體發(fā)出的光線折射完美地聚焦于相反的方向,從而使該物體無法用肉眼看到。當(dāng)然,封閉裝置中的人也無法看到外面,這可能是與《哈利?波特》中“隱身斗篷”最大的不同。
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