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浙大博士后揭示完美隐身衣的物理机制

论文在物理学顶级刊物《Physical Review Letters》发表

发布时间:2007-10-19来源:作者:浏览次数:44528


    浙江大学国际电磁科学院浙江大学分院师资博士后陈红胜博士等完成的论文“电磁波与隐身衣的交互机理研究”,近日刊登在物理学顶级学术刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。论文首次解释了隐身衣的物理机制,提出了对隐形效果定量分析的理论框架,这项成果将在隐身衣的设计中起到重要的指导作用。
    
    报道国际最新科研成果著称的知名科技网站PhysOrg以《科学家解释了隐身衣背后的物理机制》(Scientists interpret physics behind invisibility cloaks)为标题详细报道了浙大与麻省理工学院的这项研究成果,并对陈红胜博士进行了专访。
    
    人之所以能看到物体,是因为光射到物体上后,被物体阻挡并反射到人的眼睛。隐身技术通过改变电磁波在材料中的折射率,不但可以实现飞机、导弹、坦克等军事武器装备的隐形,也可以用在丑陋物体或建筑物包装,制作隐身衣物等民用领域。实现完美隐形的隐身衣一直是科学家、工程师以及科技爱好者梦寐以求的目标。但科学家一直没有找出隐身材料变化与隐形效果之间的关系。
    
    陈红胜等人的研究采用散射模型在理论上回答了完美隐身衣能否得到实现,以及是否可以应用到任意电磁波谱的问题;同时对非理想参数实现的隐身衣进行定量计算,由此可以定量的概括隐身衣的隐身效果。陈红胜说,我们由此可以计算出怎样的参数可以实现多少程度上的隐形。
    
    “完美的隐身衣,既不反射也不吸收电磁波,而是让电磁波“转弯”,绕着物体走,这样物体就能 ‘隐身’。”陈红胜解释,这就像小溪里的流水,经过一块石头时,溪流会绕过石头后再合拢了继续向前,就像没有遇到过石头一样。当然,隐身技术只能实现在某一个频率上隐形。比如肉眼见不到的隐身衣虽然在光波频率范围内能够实现隐形,但是用其他频段的电磁波还是可以探测到。同样道理,能逃过雷达监测的隐形飞机,用肉眼却是可见的,即在光频下没有隐形。
    
    隐身衣的研究在国外非常热,国内这两年也开始关注这个问题。去年美国北卡罗来纳杜克大学电子工程学系的一个研究小组在《科学》杂志上发表的有关隐身衣的论文,论证了使用能使光波以及电磁波发生扭曲的革命性新材料制造出真实世界中的隐身衣的可行性。
    
    据了解,目前国际电磁科学院浙江大学分院有一个12人团队正在开展隐形材料的研究。“知道了隐身衣背后的物理机制,研究出像哈利波特那样的魔法隐身斗篷就不再是梦想。” 陈红胜说。
    
    (涵冰)