Áo tàng hình làm bằng siêu vật liệu có khả năng bẻ cong ánh sáng

Với tốc độ phát triển của công nghệ hiện nay, chúng ta đã được trải nghiệm hầu hết các thành tựu về ảo giác quang học từ đơn giản như nhà gương cho đến phức tạp như hình ảnh ba chiều. Hiện tại, các nhà khoa học đang rất quan tâm đến một thủ thuật tinh vi nhằm bẻ cong đường đi của tia sáng giúp tàng hình, cụ thể là khiến cho mắt thường không nhìn thấy vật thể trong không gian ba chiều.

Trong vài năm trở lại đây, khoa học đã chứng kiến sự ra đời của nhiều siêu vật liệu với cấu trúc có khả năng chuyển hướng các bước sóng đặc biệt của ánh sáng nhằm mục đích tàng hình. Tuy nhiên, một vấn đề nan giải vẫn chưa có câu trả lời là làm thế nào để che giấu hoàn toàn vật thể ở mọi góc độ khác nhau trong không gian ba chiều, đặc biệt là các góc nhọn.

Bẻ cong đường đi của ánh sáng sẽ giúp tàng hình vật thể?

Mặc dù các nhà khoa học đã phát triển thành công một vài vật liệu có thể phân tán sóng bề mặt xung quanh các góc nhằm đánh lừa thị giác, nhưng chính họ cũng thừa nhận rằng đây chưa phải là những phương pháp tối ưu. Họ tiến hành các cuộc thí nghiệm dựa vào các tinh thể quang tử có phản ứng từ lớn. Khi sóng ánh sáng gặp phải góc nhọn, lực đà do các photon ánh sáng tạo ra sẽ có sự thay đổi, dẫn đến việc thị giác bị đánh lừa.

Một phương pháp tàng hình khác lại tập trung vào việc bổ khuyết cho sự thay đổi lực đà bằng cách uốn cong không gian điện từ nhằm “lừa” cho sóng ánh sáng hoạt động theo hướng cong như thể nó đang di chuyển theo hướng thẳng.

Nói cách khác, con người hiện nay có thể làm biến dạng không gian bằng vật liệu. Nếu bọc siêu vật liệu quang tử bên ngoài một vật thể bất kỳ, ánh sáng sẽ lệch hướng và thay đổi tốc độ truyền khi tiếp xúc với vật liệu khiến mắt người không thể nhìn thấy vật thể trong điều kiện bình thường.

Vật thể sẽ trở nên tàng hình nếu bọc siêu vật liệu quang tử có khả năng tán xạ bên ngoài.

Trước đây, nhiều đơn vị khoa học đã công bố phát triển thành công loại siêu vật liệu có thể bẻ cong ánh sáng xung quanh một đối tượng và giấu nó bằng cách sử dụng siêu vật liệu sử dụng sóng điện. Tuy nhiên, nhiều người cho rằng công nghệ này chỉ hiệu quả khi tiến hành trong phòng thí nghiệm với các bước sóng hoặc góc độ nhất định. Ngoài ra, họ còn cho thấy hạn chế không nhỏ của phát minh sơ khai này khi vật thể không hoàn toàn biến mất mặc dù siêu vật liệu đó có thể bẻ cong ánh sáng. 

Để khắc phục tình trạng trên do sử dụng sóng điện, trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã chứng minh sự hiệu quả của siêu vật liệu bằng cách uốn sóng ánh sáng bề mặt xung quanh các góc nhọn. Phương pháp mới này có khả năng hoạt động tốt với phạm vi bước sóng lớn, thực hiện quá trình truyền dẫn gần như lý tưởng.

Phương pháp này còn có thể uốn cong bước sóng mà không làm ảnh hưởng đến các tính chất khác của sóng, chẳng hạn như biên độ và pha. Cùng với sự phát triển của quang học biến đổi, thành công này thực sự tạo nên bước đệm quan trọng cho sự ra đời của một chiếc áo tàng hình trong tương lai không xa.

Nhờ có công nghệ, chiếc áo choàng tàng hình của Harry Potter sẽ sớm bước ra đời thực.

Có thể thấy rõ, công nghệ đang ngày một phát triển và được áp dụng vào mọi mặt của cuộc sống. Nếu nghiên cứu "bẻ cong ánh sáng" thành công, có vẻ như trong tương lai gần, chiếc áo choàng tàng hình “trứ danh” của Harry Potter sẽ không còn là ước mơ quá xa vời với người hâm mộ.

Tham khảo ArsTechnica