南森兰迪和隐形装置

《哈利波特》 中的隐形斗篷

　　科学家设计

　　完美隐形装置

　　据国外媒体报道，美国杜克大学于2006年研发了第一代“隐身衣”，该装置成果显著，但并不完美。现在，工程师们将原始设备完善，开发了新一代的隐身装置。

　　据报道，这些新成果对于光和波的控制和传输十分重要。正如传统电线让位给光纤一样，这种新型磁性材料有望变革光和波的传播方式。该研究涉及到光传播改良，使转化光学这一新领域异军突起。目前，杜克大学将实验结果发表在《自然材料》期刊杂志上。杜克团队在创造磁性材料方面有着丰富的经验，其创造的人造物体具有天然物体所缺的性能。

　　磁性材料的复合结构专为传导电磁波而设计，该设计使电磁波绕过物体并从物体的另一面射出，就好像它们穿过了一个空旷的空间一样，从而使物体能够隐藏起来。

　　杜克实验室工作的研究生南森·兰迪说：“在制造第一代隐形装置的时候，我们计算出很多近似值，这是为了制造隐形装置所需的复杂磁性材料。”据介绍，该研究室还有资深研究员大卫-R-斯密斯，以及杜克普瑞特工程学院的电气工程教授威廉·贝文。

　　兰迪说：“我们尤为关注的就是隐形装置边界反射引起的电磁波损失问题。人们可以透过玻璃看见东西，同时，人们也能看见玻璃本身，这是由于玻璃表面有光的反射。由于该实验的目的在于论证隐形的一些基本原理，所以我们不担心这些反射问题。”

　　现在，兰迪已经用不同的制作策略来减少反射。最初的隐形装置由蚀刻在铜片上的平行和交叉的玻璃纤维带构成。兰迪的隐形装置利用了类似的逐行设计，但是添加了铜带，从而创造出更加复杂但性能更佳的材料。隐形装置上的带子约两平方英尺，呈菱形，且中心是空的。

　　据科学家介绍，任何类型的波，到达隐形装置的表面，既可被反射也可被吸收，或二者结合。早期的隐形实验中，波里的一小部分能量被吸收，但是这并不足以影响整个装置的隐形功能。

　　这种隐形装置被自然的分成四个象限。兰迪解释道，早期的隐形实验中，在磁性材料的边缘和角落可能会出现反射的现象。兰迪说：“隐形装置的每一象限都有一个盲点，最有可能出现在每一象限的交界处，通过大量的计算，我们认为可以解决这一问题。那就是把每一条带子移位，使之能与每个界面的镜像形成交集。”

　　兰迪称：“我们创造的隐形装置，能从中间将光波劈成两束，绕过物体后又以单一的波出现，并能达到由反射引起的最小能量损失。”

　　这种方法不只局限在隐形装置上的应用，还可在更多领域发挥作用。例如，磁性材料能够“抚平”光纤上的弯曲，使之变得更直。这一应用也很重要，因为每一个弯曲都会减弱光纤上的电磁波。

　　据悉，研究人员现已将隐形的基本原理应用于最新的三维装置的研究，这比二维平面装置更具挑战性。

　　(尚力)