Τα απίστευτα «αριστερόστροφα υλικά»(=υλικά με αρνητικό δείκτη διάθλασης)
Βυθίζοντας ένα μολύβι στο νερό ενός ποτηριού βλέπουμε το βυθισμένο μέρος του να ‘’κάμπτεται’’, λόγω του φαινομένου της διάθλασης. Η τιμή του δείκτη διάθλασης κυμαίνεται από 1 για το κενό αέρα έως υψηλότερες τιμές για οπτικά πυκνότερα μέσα όπως είναι το νερό ή το γυαλί. Έλα όμως που στο εργαστήριο κατασκευάστηκαν νέα υλικά κι έχουν μια ιδιότητα που δεν απαντάται στη φύση: αρνητικό δείκτη διάθλασης. Έτσι το φως κάμπτεται κατά την αντίθετη κατεύθυνση απ’ ότι θα συνέβαινε σε ένα υλικό με τον συνηθισμένο θετικό δείκτη διάθλασης. Αυτό σημαίνει ότι το αντικείμενο που συνήθως θεωρούμε ως συγκλίνοντα φακό (το οποίο εστιάζει παράλληλες ακτίνες σ’ ένα σημείο) αν έχει αρνητικό δείκτη 
διάθλασης δρα ως αποκλίνων φακός (και αντίστροφα). Τα νέα παράδοξα τεχνητά υλικά αποκαλούνται στη διεθνή βιβλιογραφία ως μετα-υλικά (metamaterials), αριστερόστροφα υλικά (LHM), υλικά αρνητικού δείκτη (ΝΙΜ) ή υλικά αρνητικής διάθλασης (MNR). Μία προσέγγιση χρησιμοποιεί ένα τύπο διχτυού μεταλλικών επιστρώσεων για να αντιστρέψει την κατεύθυνση του φωτός, ενώ μια άλλη χρησιμοποιεί μικροσκοπικά καλώδια από ασήμι, σε νάνο-κλίμακα.Οι άμεσες εφαρμογές μιας τέτοιας ανακάλυψης θα ήταν η κατασκευή εξελιγμένων οπτικών συσκευών, για παράδειγμα ενός αόρατου μανδύα, όπως ανακοινώθηκε πρόσφατα :«Ωστόσο, θα μπορούσαν να υπάρξουν και εφαρμογές μανδύα επικάλυψης, ο οποίος θα έστελνε το φως σε άλλες κατευθύνσεις, κάνοντας το αντικείμενο που καλύπτει πρακτικά αόρατο».Η πρώτη θεωρητική προσέγγιση των μετα-υλικών έγινε τo 1964, όταν ο ρώσος φυσικός Victor Veselago δημοσίευσε τα χαρακτηριστικά ενός τέτοιου υποθετικού υλικού. Διερεύνησε τις ιδιότητές του μέσω των εξισώσεων Maxwell και συμπέρανε ότι αυτό το υλικό θα είχε αρνητικό δείκτη διάθλασης, ήτοι, ταυτόχρονα, αρνητική διηλεκτρική σταθερά (ε), περιγράφει πόσο έντονα ένα ηλεκτρικό πεδίο επηρεάζει ένα υλικό, και αρνητική μαγνητική διαπερατότητα (μ), που περιγράφει πόσο πολύ ένα μαγνητικό πεδίο που εφαρμόζουμε εισχωρεί σε ένα υλικό. Όταν συνδυαστούν δίνουν την ταχύτητα του φωτός (c) σύμφωνα με τη σχέση c =(1/εμ).Επίπεδοι φακοί, βελτιωμένα μικροσκόπια, μικρότερες κεραίες κινητής τηλεφωνίας με λιγότερη εκπομπή ακτινοβολίας, οπτικοί δίσκοι DVD με δυνατότητα αποθήκευσης πολλαπλάσιας πληροφορίας, μικροσκόπιο που θα μπορούσε να δει ένα ζωντανό ιό, καθώς και αμυντικά έργα για το “τύφλωμα των ραντάρ” είναι μερικές από τις δυνατές εφαρμογές των αριστερόστροφων υλικών, σύμφωνα με τον καθηγητή Κώστα Σούκουλη (Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο Αϊόβας), συντονιστή του ερευνητικού έργου EXEL που απέσπασε το ευρωπαϊκό Βραβείο Descartes για την Έρευνα.Ηδη η ομάδα του προσπαθεί να εγγράψει μια εσωτερική δομή με λέιζερ σε ένα πολυμερές υλικό, την οποία θα επικαλύψει στη συνέχεια με μέταλλο, ώστε να δημιουργήσει τρισδιάστατα υλικά, τα οποία θα εξαφανίζονται μέσα στο φως.Όπως ο ίδιος λέει, «Νομίζω ότι σε πέντε χρόνια μπορούμε να το πετύχουμε».
Βυθίζοντας ένα μολύβι στο νερό ενός ποτηριού βλέπουμε το βυθισμένο μέρος του να ‘’κάμπτεται’’, λόγω του φαινομένου της διάθλασης. Η τιμή του δείκτη διάθλασης κυμαίνεται από 1 για το κενό αέρα έως υψηλότερες τιμές για οπτικά πυκνότερα μέσα όπως είναι το νερό ή το γυαλί. Έλα όμως που στο εργαστήριο κατασκευάστηκαν νέα υλικά κι έχουν μια ιδιότητα που δεν απαντάται στη φύση: αρνητικό δείκτη διάθλασης. Έτσι το φως κάμπτεται κατά την αντίθετη κατεύθυνση απ’ ότι θα συνέβαινε σε ένα υλικό με τον συνηθισμένο θετικό δείκτη διάθλασης. Αυτό σημαίνει ότι το αντικείμενο που συνήθως θεωρούμε ως συγκλίνοντα φακό (το οποίο εστιάζει παράλληλες ακτίνες σ’ ένα σημείο) αν έχει αρνητικό δείκτη 
διάθλασης δρα ως αποκλίνων φακός (και αντίστροφα). Τα νέα παράδοξα τεχνητά υλικά αποκαλούνται στη διεθνή βιβλιογραφία ως μετα-υλικά (metamaterials), αριστερόστροφα υλικά (LHM), υλικά αρνητικού δείκτη (ΝΙΜ) ή υλικά αρνητικής διάθλασης (MNR). Μία προσέγγιση χρησιμοποιεί ένα τύπο διχτυού μεταλλικών επιστρώσεων για να αντιστρέψει την κατεύθυνση του φωτός, ενώ μια άλλη χρησιμοποιεί μικροσκοπικά καλώδια από ασήμι, σε νάνο-κλίμακα.Οι άμεσες εφαρμογές μιας τέτοιας ανακάλυψης θα ήταν η κατασκευή εξελιγμένων οπτικών συσκευών, για παράδειγμα ενός αόρατου μανδύα, όπως ανακοινώθηκε πρόσφατα :«Ωστόσο, θα μπορούσαν να υπάρξουν και εφαρμογές μανδύα επικάλυψης, ο οποίος θα έστελνε το φως σε άλλες κατευθύνσεις, κάνοντας το αντικείμενο που καλύπτει πρακτικά αόρατο».Η πρώτη θεωρητική προσέγγιση των μετα-υλικών έγινε τo 1964, όταν ο ρώσος φυσικός Victor Veselago δημοσίευσε τα χαρακτηριστικά ενός τέτοιου υποθετικού υλικού. Διερεύνησε τις ιδιότητές του μέσω των εξισώσεων Maxwell και συμπέρανε ότι αυτό το υλικό θα είχε αρνητικό δείκτη διάθλασης, ήτοι, ταυτόχρονα, αρνητική διηλεκτρική σταθερά (ε), περιγράφει πόσο έντονα ένα ηλεκτρικό πεδίο επηρεάζει ένα υλικό, και αρνητική μαγνητική διαπερατότητα (μ), που περιγράφει πόσο πολύ ένα μαγνητικό πεδίο που εφαρμόζουμε εισχωρεί σε ένα υλικό. Όταν συνδυαστούν δίνουν την ταχύτητα του φωτός (c) σύμφωνα με τη σχέση c =(1/εμ).Επίπεδοι φακοί, βελτιωμένα μικροσκόπια, μικρότερες κεραίες κινητής τηλεφωνίας με λιγότερη εκπομπή ακτινοβολίας, οπτικοί δίσκοι DVD με δυνατότητα αποθήκευσης πολλαπλάσιας πληροφορίας, μικροσκόπιο που θα μπορούσε να δει ένα ζωντανό ιό, καθώς και αμυντικά έργα για το “τύφλωμα των ραντάρ” είναι μερικές από τις δυνατές εφαρμογές των αριστερόστροφων υλικών, σύμφωνα με τον καθηγητή Κώστα Σούκουλη (Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο Αϊόβας), συντονιστή του ερευνητικού έργου EXEL που απέσπασε το ευρωπαϊκό Βραβείο Descartes για την Έρευνα.Ηδη η ομάδα του προσπαθεί να εγγράψει μια εσωτερική δομή με λέιζερ σε ένα πολυμερές υλικό, την οποία θα επικαλύψει στη συνέχεια με μέταλλο, ώστε να δημιουργήσει τρισδιάστατα υλικά, τα οποία θα εξαφανίζονται μέσα στο φως.Όπως ο ίδιος λέει, «Νομίζω ότι σε πέντε χρόνια μπορούμε να το πετύχουμε».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου