Vědci poprvé vytvořili plášť neviditelnosti. Zatím „zmizí“ pouze maličkosti

aktualizováno 
Vědci pokročili při výrobě pláště neviditelnosti. Dokážou už zneviditelnit i předměty viditelné pouhým okem. Nechali zmizet zkušební předmět o rozměrech přibližně čtyři centimetry. Výsledky sice nejsou dokonalé, ale zato je zařízení relativně levné a jednoduché.

Záporný index lomu je jednou z unikátních vlastností metamateriálů. - Podobný materiál vědci poprvé představili v roce 2008 v časopise Nature. Jedním z autorů byl objevu i Shuang Zhang, tehdy z Berkley. Tentýž mladý vědec je i hlavním autorem jednoho z článků o novém principu "pláště neviditelnosti" pro vlnové délky viditelného světla. (Ilustraci trochu kazí fakt, že metamateriály tento nový princip nepoužívá.) | foto: Nature

Vědcům se dosud vždy podařilo zneviditelnit jen objekty pozorovatelné pouze mikroskopem. Díky novému materiálu, který na plášť neviditelnosti použili, se jim nyní mikroskopickou hranici podařilo prolomit. Plášť je nyní i přes větší rozměry výrazně levnější.

Zázračný vápenec

Tajemství se skrývá v materiálu. Předchozí pokusy o dosažení neviditelnosti byly založeny na speciálních kompozitech, tzv. metamateriálech. To jsou vlastně složité "tkaniny" pečlivě navržené a vyráběné na úrovni mikro- až nano- rozměrů. Tvar "dílů" jim dává ojedinělé vlastnosti, třeba záporný index lomu.

Díky těmto vlastnostem dokážou metamateriály vést záření určitých vlnových délek. Objekt pokrytý vrstvou metamateriálu je tedy neviditelný (alespoň v dané vlnové délce), protože ho záření obtéká jako kámen ve vodě. V ostatních vlnových délkách se metamateriál chová normálně a je viditelný.

Lze si vystačit i s přírodním materiálem, tvrdí nyní dva výzkumné týmy. Jde o skupiny Shuanga Zhanga z univerzity v Birminghamu a Baile Zhanga, doktoranda ze společného pracoviště MIT a univerzity v Singapuru. Podle nich existují i přírodní materiály, které mají podobné optické vlastnosti.

Obě skupiny nakonec sáhly po kalcitu, krystalické formě vápence. Jeho optické vlastnosti závisí na směru, kterým světlo přes něj prochází. "Většinou to použití spíše komplikuje, mě ale napadlo, že bychom to mohli využít ve svůj prospěch," řekl Baile Zhang časopisu Nature.

Vědci vyrobili bloky z krystalů kalcitu, které fungují jako plášť neviditelnosti. Bylo to poprvé, co skryli předmět, který může lidské oko přímo spatřit bez pomoci techniky.

Jednoduchý. A tak trochu ošizený?

Velkou výhodou je, že díky použití kalcitu je nový plášť podstatně levnější než ty metamateriálové. Tým ze Singapuru prý použitý materiál přišel zhruba na tisíc dolarů. Naproti tomu výroba metamateriálů je kvůli jejich složité struktuře zatím extrémně náročná a drahá. Je tak omezena v podstatě jen na dobře vybavené laboratoře.

Zařízení má výhodu i ve své jednoduchosti. "Jde pouze o realizaci klasického optického prvku ve tvaru jakéhosi hranolu, který za určitých podmínek funguje skoro jako klasické zrcadlo," vysvětluje Alexandr Demejko z Fyzikálního ústavu v Praze. Je to aplikace již dlouho známé teorie.

S tím souhlasí i autoři nového typu pláště. "Není sice až tak jednoduchý, abyste si ho vyrobili doma, ale mnoho tomu nechybí," řekl pro časopis Nature Baile Zhang. Naproti tomu metamateriálové pláště neviditelnosti jsou velmi pečlivě konstruované materiály, jejichž výroba je extrémně drahá. Vyrábět je ve větších rozměrech je příliš nákladné pro jakýkoliv výzkumný tým na světě.  

Zařízení obou týmů nejsou samozřejmě bezchybná. Za prvé funguje jen v případě, že je předmět osvětlený výhradně polarizovaným světlem. To se v běžném prostředí v podstatě nemůže stát.

Výsledkem také není úplná neviditelnost. "Práce jsou založeny na principu takzvaného 'zametení pod koberec,' který je sice zajímavý, ale nedokáže předměty skrýt úplně," říká český odborník na optiku Tomáš Tyc z Masarykovy univerzity.

Tento druh maskování předmět jenom opticky "zploští" na nulovou tloušťku. "Ale pořád je patrné, že na daném místě něco je," vysvětluje český fyzik. Dala by se tak podle něj ale například skrýt taška nebo vak na zádech nějaké osoby. "Pozorovatel by viděl člověka, ale nepoznal by, že má na sobě skrytý předmět," říká Tomáš Tyc.

Neviditelnost není všechno

Oba čeští odborníci ale soudí, že práce britských a singapurských vědců na neviditelnosti je spíše fyzikální libůstkou než převratným objevem. "Žádné konkrétní využití si představit nedokážu," říká Tomáš Tyc.

Zajímavější možnosti podle něj skýtají metamateriály. I přesto, že experimentální realizace takových materiálů pro viditelné oblasti světla není v současné době příliš úspěšná. 

Jejich využití se nemusí omezit jen na neviditelnost. Mohou například znamenat převrat ve výrobě levných, kvalitních magnetů s použitím od elektromobilů po tiché harddisky.

"Veliký potenciál mají například i v oblasti dokonalého zobrazování," říká Tomáš Tyc. Mohou poskytnout nové možnosti astronomům, ale nejen jim. Nabízí se třeba i možnost konstrukce mikroskopů s větším rozlišením, než mají dnešní elektronové.

Zdroj: Macroscopic Invisibility Cloaking of Visible Light; Macroscopic Invisibility Cloak for Visible Light

Nejčtenější

Kolem právě prolétli mimozemšťané, říkají vědci. Vyvrátit jim to nelze

Rekonstrukce možné podoby planetky 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) na základě údajů...

První objekt od jiné hvězdy zachycený pozemskými teleskopy by podle naměřených parametrů mohl být sluneční plachetnicí,...

Ve dveřích stihl dát synovi hodinky, pak ředitele ČSA popravili

František Stočes, s obrácenou buřinkou v ruce. Za povšimnutí stojí černá páska...

Inženýr František Stočes byl druhým ředitelem letecké společnosti ČSA. Právě on se významně zasloužil o to, že se stala...

Vyšší lidé trpí častěji řadou rakovin. Důvod je zřejmě zcela triviální

Kolorovaný snímek rakovinových buněk z elektronového mikroskopu

Pravděpodobnost vzniku rakoviny je větší u lidí vyššího vzrůstu. A to zřejmě proto, že mají v těle více buněk,...

Republikáni přebarvili USA pomocí chytrého plánu. Nenápadně a legálně

Jak se republikánům podařilo přebarvit mapu USA na červeno...

Přestože voličů demokratů je v USA už deset let více, republikánská strana má většinu v obou komorách parlamentu. Za...

Konec dvojích cen. Evropské e-shopy už Čechům nebudou účtovat přirážku

Ilustrační snímek

Na začátku prosince začne platit nařízení Evropské unie, které zakazuje internetovým obchodům považovat zákazníka z...

Další z rubriky

Začínal v krabičkách od krému na boty. Kardiostimulátor pomáhá už 60 let

Dva „otcové“ prvního kardiostimulátoru. Zleva: primář Ăke Senning, který vedl...

Před šedesáti lety implantovali ve Švédsku první kardiostimulátor, tedy přístroj odstraňující poruchy srdečního rytmu....

Návrat „imperialistického brouka“? Výzkumný program USA vzbudil obavy

Program „Hmyzí spojenci“ má změnit škůdce v pomocníky v zemědělství.

Skupina vědců v časopise Science varuje před možným zneužitím amerického výzkumného programu, který vyvíjí zcela nový...

Změna času v březnu je chyba, řekla bioložka Helena Illnerová v Rozstřelu

Fyzioložka a biochemička Helena Illnerová v diskusním pořadu iDNES.cz Rozstřel

Změna času byla nastavena na špatné měsíce, a tak by její zrušení nebylo na škodu, řekla v Rozstřelu bioložka Helena...

Najdete na iDNES.cz