激しくなってきた！中国科学院の院士が現場で「透明化技術」を実演しているのを見て、その背後にある科学的原理は何なのか？

最近、中国科学院院士の朱俊豪氏は科学イベントで「各種光学ステルス手法の有効性テスト」を紹介し、特殊な材料を使用して実現した「不可視技術」を現場で実演した。実験中に不可視性を実現する原理は何ですか?目に見えないテクノロジーが日常生活の一部となるまでにはどれくらいの時間がかかるのでしょうか?

0 1 「消える下半身」の謎を解明

現場では朱俊豪院士がスタッフにパネルの開催を要請した。最初はパネルを通して人物の下半身が見えましたが、資料を90度回転させると、朱俊浩院士の下半身は「消え」ましたが、人物の後ろの舞台のシーンははっきりと見えました。学術委員のチュー・ジュンハオ氏は「将来、ハリー・ポッターの透明マントは、ワードローブの中の日常的なアイテムになるだろう」と語った。

▲ 材料回転前と回転後

北京交通大学物理科学工学院の准教授である陳正氏は、朱俊豪院士が下半身の「透明化」を実現した原理はレンズ状格子であると紹介した。この素材は非常に特殊で、小さな円筒状の凸レンズの列で構成されています。各円筒凸レンズは、その背後にある物体を薄い帯状に圧縮します。レンズの数が十分であれば、物体は無数の同一の細い帯に分解され、見えないように見え、視覚的な「不可視」効果が得られます。

▲携帯電話でマクロ撮影したレンチキュラー格子

実験では、フィルムプレートを90度回転させ、円筒形の鏡を朱俊浩院士の足と平行にした。ステージの背景が見える理由は、主に背景の横縞のためです。これらの横縞は、画像化後も完全な縞模様のまま残るため、より目を引くものとなります。これらの横縞は注目を集め、ステルス効果をより顕著にするのに十分です。さらに、朱俊豪院士は、屈折率が類似した2つの材料の使用や平面鏡の反射イメージングなど、他の不可視性実現方法も実証した。

0 2 完全な不可視性？メタマテリアルはどのように機能するのでしょうか?

陳正氏は、広い意味での不可視性とは背景に溶け込むことを指すと紹介した。この観点から見ると、可視光の範囲内で不可視性を実現する方法は実際には数多くあります。たとえば、迷彩服を着て草むらに横たわるのは、粗雑な形の透明化です。光学的な観点から見ると、不透明な物体を見えなくするためには、平面鏡の反射を利用して光が物体を迂回し、入射光の方向を出射光の方向と一致させることができます。透明な物体の場合、屈折率を利用することで不可視性を実現できます。真の完全な不可視性を実現するために、メタマテリアルはまったく新しいソリューションを提供します。中国科学技術大学の准研究員である袁蘭鋒氏は、メタマテリアルの特性は材料内のナノ粒子の積み重ね方にあると語った。メタマテリアルで作られた衣服を着ると、体に当たった光は反対方向に屈折し、遠くから見ると光が物体を通過していないように見えます。メタマテリアルは光学に限らず、多くの電磁波帯や音響の分野にも存在します。袁蘭鋒氏は「これは革命的なアイデアだ。材料自体の特性に頼るのではなく、材料構造の異なる積み重ねによって、負の屈折率や負の透磁率など、これまで達成できなかった効果を実現するのだ」と語った。

0 3透明マントを着るのはまだ先ですか？

ステルス技術が発達すればするほど、検出技術も高度化します。陳正氏は、ニュートリノは十分に小さく、数が多く、透過力が強いと紹介した。 - 現在、ニュートリノ検出は大きな注目を集めており、世界中のあらゆる場所で原子力潜水艦や核爆発を検出することができます。

重力波検出の対象はすべて大規模な物体であり、十分に強い重力波のみが検出可能です。

しかし、どんなに探知防止技術が発達しても、すべてのステルスを検知できる究極の探知方法は存在しないし、もちろん、どんな探知方法でも検知できないステルス方法も存在しない。現在、ステルスは軍事分野では探知防止の手段として、またコンタクトレンズや目に見えない歯列矯正器具など日常生活でも活用されています。将来的には、シンプルなステルス方式を使用して、公園の配電ボックスや下水井戸などを環境に統合できるようになります。この点に関しては、まだ想像の余地が大いにあります。陳正氏は、ステルスは単なる目標に過ぎないと語った。ステルスを実現するための技術的手段は数多くあり、関連する産業や技術分野も非常に広範囲にわたります。最終的により理想的なステルス効果を実現するには、材料、機械、光エレクトロニクス、化学などの分野における総合的な進歩が必要です。

出典：中国国営ラジオ