Noile dispozitive de acoperire ar putea ascunde obiecte de valurile și curenții de apă

Pelerinele de invizibilitate fac zgomot. Sau, mai degrabă, prevenirea stropilor, poate.

Deși ideea științifico-fantastică a unei mantii de invizibilitate este un dispozitiv în stil Harry Potter care face obiectele invizibile pentru ochi, fizicienii s-au ramificat. Pe lângă ascunderea obiectelor de undele luminoase în anumite condiții (SN: 15.07.06, str. 42), cercetătorii au realizat dispozitive de acoperire care pot masca efectele obiectelor asupra altor tipuri de unde, inclusiv undele sonore și undele de apă (SN: 18.5.13, str. 8).

Acum, două echipe de cercetători au venit cu modalități de a direcționa undele și curenții în jurul unui obiect într-un fluid, ascund în mod eficient prezența obiectului prin acoperirea efectului acestuia asupra apei din jur. Tehnicile pot reduce, de asemenea, rezistența sau efectul de balansare al valurilor asupra obiectului din pelerină, raportează oamenii de știință în două studii din 16 august. Scrisori de revizuire fizică.

Fie pentru lumină, sunet sau apă, astfel de mantii funcționează direcționând undele, astfel încât să călătorească în jurul unui obiect, mai degrabă decât să se împrăștie de pe el, ceea ce ar perturba traseele undelor și ar dezvălui prezența obiectului. În schimb, mantia forțează valurile să facă un mic ocol în jurul obiectului și să revină la aceeași configurație pe care ar fi dacă obiectul nu ar fi acolo. Dar „de fapt, a face aceste lucruri este dificil”, spune fizicianul John Pendry de la Imperial College London, care nu a fost implicat în studii.

Pentru a acoperi o barcă în miniatură de umflarea în interiorul unui rezervor de valuri, o echipă a construit o structură care poate îndepărta valurile de centrul tancului. De-a lungul fiecărei părți a canalului lung și îngust al rezervorului de valuri, cercetătorii au așezat grinzi de fier care s-au înclinat treptat în sus către o regiune plată, apoi înapoi în jos. Aceasta modifică adâncimea apei la marginile rezervorului într-un mod care ajustează viteza și direcția valurilor care vin. În experimente, o barcă de jucărie din centrul rezervorului a stat în cea mai mare parte nemișcată în timp ce valurile se rostogoleau în interior. O serie de astfel de grinzi ar putea fi construite într-un port pentru a împiedica bărcile să se plimbe sălbatic în timp ce erau încărcate cu marfă, sugerează cercetătorii.

Structura pare simplă, dar „uneori simplu este foarte puternic”, spune inginerul Zhenyu Wang de la Universitatea Zhejiang din Hangzhou, China. „Când înțelegi teoria, nu trebuie să folosești o metodă foarte complexă.”

Împreună cu fizicianul Huanyang Chen, Wang și colegii lor speră să testeze în cele din urmă configurația într-un port din lumea reală. Chen, de la Universitatea Xiamen din China, glumește că configurația ar aduce un alt beneficiu: „Cu ajutorul structurii, ne este ușor să bem cafea pe o barcă” – fără deversare.

În cel de-al doilea studiu, oamenii de știință au protejat un obiect mic într-un curent de apă care curge folosind un material complex, special conceput, format din peste 500 de stâlpi mici, fiecare de 50 de micrometri lățime, care înconjoară obiectul care urmează să fie ascuns. Interacțiunea apei cu stâlpii face ca fluidul să se comporte ca și cum ar fi mai vâscos și îi modifică curgerea. Drept urmare, apa curge în aval ca și cum niciun obstacol nu i-ar fi fost în cale.

În același timp, materialul scade forțele de tracțiune asupra obiectului, sugerează simulările. „Forța nu poate pătrunde în regiunea interioară acoperită”, spune cercetătorul Juhyuk Park de la MIT, un coautor al studiului. Reducerea rezistenței cu acest tip de material ar putea duce la vehicule mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil, sugerează Parks.