Tin buồn: Chúng ta không thể tàng hình thực sự vì vật lý không cho phép

Các nhà nghiên cứu tại Mỹ đã chứng minh được có một giới hạn vật lí cơ bản ngăn không cho các thiết bị tàng hình hoạt động được.

Điều đó có nghĩa là dựa trên công nghệ hiện giờ, tuy chúng ta có thể phát triển các thiết bị tàng hình để giấu các vật thể có phổ bước sóng nhất định – ví dụ phổ ánh sáng nhìn thấy được và tín hiệu radio – vẫn rất có ít khả năng chúng ta sẽ có thể giấu được một vật thể có nhiều bước sóng khác nhau.

Câu hỏi là “Liệu bạn có thể tạo ra một vật liệu tàng hình thụ động mà có thể đem lại khả năng tàng hình cho con người?” theo nhà nghiên cứu hàng đầu Andrea Alu tại đại học Texas, Austin. “Có vẻ như có rất nhiều hạn chế trong việc bao bọc vật thể bằng lớp vật liệu thụ động để tàng hình khi có quá nhiều nguồn sáng độc lập và điểm quan sát.”

Nói một cách khác, có lẽ là không có cách nào. Nếu bạn để ý kĩ, bạn có thể nghe thấy tiếng hơn 1 triệu fan Harry Potter đang la hét vì ao ước chiếc áo tàng hình của họ đã bị dập tắt.

J.K, Rowling đã lừa dối chúng ta.

Vật liệu thụ động mà Alu nhắc đến là các vật liệu có tính chất đặc biệt có khả năng cho phép chúng giấu các vật khác mà không cần sử dụng năng lượng, ví dụ như siêu vật liệu có khả năng bẻ cong hay hấp thụ ánh sáng.

Để tính toán những hạn chế của chúng, các kĩ sư sử dụng thuyết Bode-Fano ghép cặp bước sóng. Nói một cách dễ hiểu, họ xem xét xem một vật lớn cỡ nào, bước sóng là bao nhiêu, và sử dụng chất liệu thụ động đang có, tìm cách nó có thể hoạt động.

Theo nghiên cứu, không phải tất cả đều là tin xấu. Kết quả cho thấy tuy vật thể càng to càng khó tàng hình, đặc biệt là ở trong phổ bước sóng ngắn, những vật nhỏ vẫn có khả năng tàng hình được.

“Chúng tôi đã chỉ ra rằng không thể ức chế hiệu quả phổ nhìn thấy được của ánh sáng phát tán ra từ một cái máy bay hay một cái thùng barel với công nghệ dựa trên vật liệu thụ động hiện nay.” Theo một nhà nghiên cứu có tên Francesco Monticone.

“Tuy nhiên với những vật thể tương thích về kích thước với bước sóng ánh sáng (ví dụ một ăn ten radio, hay đầu nhỏ của một số dụng cụ vi phẫu), bạn có thể làm nhiều thứ hơn và các hạn chế trở nên lỏng lẻo hơn.”

Lí do đội ngũ nghiên cứu những hạn chế này ban đầu đó là họ muốn công nghệ tàng hình phát triển, và biết được những hạn chế để có thể đưa ra hướng phát triển thực tế hơn là sử dụng vật liệu thụ động để giúp con người tàng hình.

Tin tốt là đội ngũ từ đại học Texas này đang nghiên cứu các phương pháp vượt qua những hạn chế này, sau khi đã tìm ra chúng.”

“Nhóm chúng tôi và các nhóm khác đang khám phá các phương pháp tàng hình chủ động và phi tuyến tính, những phương pháp mà các hạn chế này vô tác dụng.” Theo Monticone.

“Hoặc, chúng ta có thể hướng tới những mục tiêu thấp hơn, ví dụ các thiết bị tàng hình khiến sóng ánh sáng đi qua bị trễ pha, các phương pháp nguỵ trang hay các mẹo ánh sáng khác mà có thể đem lại sự “tàng hình” mà không cần giảm sự phân tán của ánh sáng.”

Tuy tiến độ phát triển chậm, các nhà khoa học đã chứng minh rằng hoàn toàn có thể tàng hình những vật thể hiển vi, và dùng các thấu kính để bẻ cong ánh sáng xung quanh một số vật lớn hơn.

Một nhóm các nhà khoa học tại đại học Columbia đã thiết kế một thiết bị tàng hình sóng radio theo lý thuyết có thể giúp Trái Đất tàng hình với các dạng sống ngoài hành tinh.

Trong khi một số mục tiêu có vẻ khá phi thực tế, đừng bao giờ nói “không bao giờ”, vì bạn không bao giờ có thể lường trước những công nghệ trong tương lai.

“Ngay cả với công nghệ tàng hình chủ động, thuyết tương đối của Einstein cơ bản chính là giới hạn ngăn chúng ta đến với sự tàng hình hoàn hảo.” Theo Alu. “Tuy vậy, với những ý tưởng thiết kế mới, ví dụ vật liệu chủ động và phi tuyến tính, chúng ta vẫn có thể tiến xa hơn.”

Nghiên cứu trên được đăng trong tạp chí Optica.