Đức sắp tạo ra “áo tàng hình”

23/03/2010 14:31 GMT+7 | Trong nước

(TT&VH) - Các nhà khoa học đang tiến gần tới việc tạo ra “áo tàng hình”, sau khi Viện Công nghệ Karlsruhe tại Đức giới thiệu một phương pháp có khả năng khiến vật thể trở nên vô hình ở cả ba chiều không gian.

Bẻ cong ánh sáng

Viện Công nghệ Karlsruhe vừa thông báo trên tờ Science rằng, lần đầu tiên họ đã có thể khiến một miếng vàng nhỏ “tàng hình” ở môi trường ba chiều. Trước đây người ta cũng từng tạo được những chiếc “áo tàng hình” nhưng chúng chỉ hiệu quả trong môi trường hai chiều và khi nhìn từ góc độ khác, vật thể vẫn hiện ra.

Mô hình sắp xếp siêu vật liệu trong chiếc “áo tàng hình” của Ergin

Trưởng nhóm nghiên cứu, Tolga Ergin, cho biết “chiếc áo choàng” mới được tạo nên dựa trên cơ sở sử dụng siêu vật liệu photon có khả năng thay đổi hoạt động của các tia sáng. “Giống như việc bạn nhìn hình ảnh trong gương của một tấm thảm vậy” - Ergin nói - “Nếu bạn giấu thứ gì đó dưới tấm thảm, nó sẽ gồ lên và sự bất thường này lộ rõ trong gương. Chúng tôi phủ lên chỗ gồ đó một lớp “áo tàng hình” và nó sẽ khúc xạ ánh sáng để chỗ gồ có vẻ như đã biến mất. Bạn nhìn vào trong gương và có cảm giác mọi thứ bằng phẳng trở lại”.

Điểm mấu chốt trong thủ thuật mới là thay đổi tốc độ và phương hướng ánh sáng di chuyển qua vật liệu bằng cách thay đổi thông số khúc xạ ánh sáng của vật liệu ấy. Các nhà khoa học làm được điều này nhờ sử dụng pha lê polymer, vốn được tạo nên bằng những que vật liệu siêu nhỏ. “Thông qua việc thay đổi độ dày của các que vật liệu này và tỷ lệ không khí bên trong pha lê polymer, bạn có thể tạo được vật liệu với chỉ số khúc xạ rất rộng. Lấy cơ sở chỉ số khúc xạ ánh sáng của không khí là 1 và pha lê polymer là 1,25, chúng tôi có thể đạt được bất kỳ chỉ số khúc xạ nào nằm giữa hai con số đó, chỉ thông qua việc thay đổi tỷ lệ giữa hai thứ trên” - Ergin giải thích.

Bằng cách thay đổi chỉ số khúc xạ bề mặt của “áo tàng hình”, các nhà khoa học có thể khiến mọi vật nằm dưới nó trở nên bằng phẳng, rất khó để nhận ra. Cụ thể, trong nghiên cứu của Ergin và cộng sự, một miếng vàng nhỏ với kích cỡ 0,01016cm x 0,00127cm đã “biến mất” dưới ánh sáng hồng ngoại, sau khi được phủ lên bằng “áo tàng hình”.

Khả năng tàng hình như phim ảnh vẫn chỉ nằm trong trí tưởng tượng của con người

Bước tiến quan trọng

Để tạo được “áo tàng hình”, nhóm nghiên cứu của Ergin đã sử dụng kỹ thuật gọi là viết laser. Họ dùng tia laser với độ tập trung lớn để “viết” lên các vật liệu nhạy cảm với ánh sáng. Ban đầu, “áo tàng hình” được tạo nên bằng phương thức trên và chỉ hoạt động ở không gian hai chiều. Tuy nhiên khi Ergin và cộng sự tính toán về cách thức các tia sáng đi qua vật thể, họ phát hiện ra rằng có thể dùng kỹ thuật viết laser để xây dựng một cấu trúc giúp “tàng hình” ở môi trường ba chiều.

Sau khi thử nghiệm thành công với miếng vàng, Ergin khẳng định việc sản xuất “áo tàng hình” là hoàn toàn khả dĩ. “Trên lý thuyết, không có giới hạn về kích thước với vật thể bạn muốn che giấu” - Ergin nói - “Bạn có thể phóng to “chiếc áo” để che đi một ngôi nhà. Nhưng chúng tôi đã mất tới 3 tiếng đồng hồ để tạo nên “chiếc áo” che được miếng vàng nên nếu muốn làm “tàng hình” một thứ chỉ cao chừng 1mm, chúng ta sẽ còn phải chờ”.

Ngoài ra, một trong những trở ngại lớn nhất vẫn là việc tạo nên thiết bị có khả năng giúp “tàng hình” dưới ánh sáng thông thường. Muốn làm được điều đó, các nhà khoa học sẽ phải chế ra những “áo choàng” từ sợi siêu vật liệu nhỏ hơn. Điều này yêu cầu các tia dùng trong kỹ thuật laser cũng phải nhỏ hơn nữa. Hiện người ta mới chỉ tạo ra các sợi siêu vật liệu ở độ nhỏ tới 200 nanomét. Để giấu một vật thể khỏi ánh sáng bình thường, cần có những siêu vật liệu nhỏ chừng 10 nanomét. Và đây là thách thức chưa ai có khả năng vượt qua. “Các bạn sẽ hỏi rằng tại sao không làm các siêu vật liệu nhỏ hơn nữa. Nhưng thực sự đây không phải là công việc dễ dàng. Kỹ thuật chế tạo vẫn còn những hạn chế” - Ergin nói.

Mặc dù vậy, công trình của Ergin và cộng sự đã được các đồng nghiệp đánh giá rất cao. Giáo sư Ortwin Hess tại Đại học Surrey ở Anh đánh giá nghiên cứu này là một bước tiến lớn trong công nghệ “tàng hình”. “Chúng ta không thể có một chiếc áo như vậy với kích cỡ dành cho người bình thường vào ngay ngày mai. Nhưng việc này đã cho thấy một bước tiến quan trọng về mặt nguyên lý”.

Lâu nay các nghiên cứu “áo tàng hình” đã nhận được sự tài trợ từ nhiều tổ chức quân sự như Cơ quan Quản lý các dự án nghiên cứu tiên tiến thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ, vốn ủng hộ những thử nghiệm khoa học rủi ro cao nhưng có thể phục vụ cho lợi ích của quân đội nước này. Giới phân tích tin rằng trong tương lai gần, vật liệu “tàng hình” sẽ được sử dụng rộng rãi để tăng tỷ lệ “sống sót” của các phương tiện chiến tranh như máy bay, xe tăng. Ngoài ra, kỹ thuật điều khiển ánh sáng dùng để tạo “áo tàng hình” cũng có thể được sử dụng trong lĩnh vực viễn thông và nhiều hoạt động khác.

Gia Bảo