หนทางที่ทำให้ล่องหน โพสต์เมื่อ:
12:47 วันที่ 30 พ.ค. 2549 ชมแล้ว:
173,830  ตอบแล้ว:
35
นักฟิสิกส์ทฤษฎีเปิดเผย พิมพ์เขียว สำหรับสร้างผ้าล่องหน เหมือนที่เห็นพ่อมดน้อย แฮรี่ พอตเตอร์ สวมใส่ ทว่ามันไม่ใช่ผ้า แต่เป็นวัสดุพิเศษที่เรียกว่า metamaterial ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ธรรมดา. ตามคำอธิบายโดยนักวิจัย ลำแสงที่ตกลงบนวัสดุพิเศษนี้จะเลี้ยวอ้อมและพุ่งออกไปอีกด้านในทิศทาง เดิม กับตอนที่เข้ามา ถึงแม้งานวิจัยนี้จะยังเป็นแค่ทฤษฎี นักวิจัยเชื่อว่าวัสดุที่ล่องหนต่อคลื่นวิทยุน่าจะถูกผลิตขึ้นได้ภายใน 5 ปี
วัสดุอันประกอบกันขึ้นด้วยก้านเล็ก ๆ กลุ่มของวงแหวนโลหะ และสิ่งอื่นที่คล้าย ๆ กัน ที่เรียกว่า เมททะแมทีเรียล (metamaterial) ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกโดย เดวิด สมิธ (David Smith) ซึ่งขณะนี้อยู่ที่มหาวิทยาลัย Duke University มลรัฐนอร์ธแคโลไรนา สหรัฐอเมริกา และผู้ร่วมงานของเขาในปี ค.ศ. 2000 สิ่งที่ทำให้มันไม่ธรรมดาก็คือการที่มันมีดัชนีหักเหเป็นลบ นั่นหมายถึงมันสามารถเบนแสงในทิศทางตรงกันข้ามกับวัสดุธรรมดาทั่วไป นอกจากนี้ คุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของมันยังสามารถปรับแต่งตามต้องการด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในระดับนาโน
ตอนนี้ นักวิจัย จอห์น เพนดรี (John Pendry) แห่งมหาวิทยาลัย Imperial College ในกรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ ซี่งทำงานร่วมกับสมิธ และเดวิด ชูริก (David schurig) แห่งมหาวิทยาลัย Duke University ได้แสดงให้เห็นว่า เมททะแมทีเรียล สามารถนำแสงเดินทางไปรอบ ๆ ช่องโพรงภายในเมททะแมทีเรียลได้ ดังนั้นวัตถุใดก็ตามที่วางอยู่ในบริเวณที่เมททะแมทีเรียลห่อหุ้มอยู่นี้ก็จะถูก ซ่อน ไว้ เพราะแสงไม่สามารถส่องถึงวัตถุนั้นได้ จะเดินทางอ้อมผ่านไปเท่านั้น และเมื่อคุณมองไปที่มันจากอีกด้านของทางที่แสงเข้ามา ก็จะมองเห็นเหมือนกับว่าวัตถุไม่ได้อยู่ตรงนั้น
ด้วยคุณสมบัติพิเศษของเมททะแมทีเรียล ทำให้มีปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์ใจ คือมันทำให้คลื่นแสงเดินทางในลักษณะเหมือน ไหลผ่าน รอบ ๆ วัตถุไปในแบบเดียวกับการไหลผ่านของน้ำ ในแง่นี้ น้ำมีพฤติกรรมที่แตกต่างไปจากแสงสักหน่อย ถ้าคุณวางดินสอในน้ำที่กำลังเคลื่อนไหลอยู่ น้ำก็จะไหลตามธรรมชาติของมันผ่านไปรอบ ๆ ดินสอนั้น และจะกลับมารวมกัน เพนดรีกล่าว ถ้าคุณมาดูตอนน้ำไหลผ่านดินสอไปแล้ว คุณก็จะไม่รู้เลยว่ามีการวางดินสอลงไป เพราะน้ำได้ไหลในลักษณะที่เรียบ ๆ เหมือนเดิมแล้ว แต่ แน่นอน แสงไม่ได้มีพฤติกรรมแบบเดียวกับน้ำ มันจะกระทบกับดินสอและกระเจิงไป ดังนั้นคุณจึงต้องเอาวัสดุพิเศษมาคลุมรอบ ๆ ดินสอให้แสงไหลผ่านไปรอบ ๆ เหมือนน้ำ ในแบบที่ลำแสงโค้งผ่านไปอย่างเป็นระเบียบสวยงาม
ในการศึกษานี้ ได้วางปัญหาว่า เมื่อมีโพรงอยู่ในวัสดุชนิดหนึ่ง แล้วคำนวณด้วยสมการของแม็กซ์เวลล์ (Maxwells equations) เพื่อหาว่าคุณสมบัติอะไรของวัสดุที่ห่อหุ้มโพรงอยู่นั้นจะทำให้แสงเบนผ่านไปรอบ ๆ โพรง นักวิจัยพบว่า เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จำเป็นจะต้องออกแบบให้วัสดุมีคุณสมบัติพิเศษที่ทำให้แสงเคลื่อนผ่านในวัสดุนั้นได้ช้า (พูดในเชิงสัมพัทธ์กัน) ในตำแหน่งที่ไกลจากโพรง และเร็วกว่าในตำแหน่งที่ใกล้โพรง (จริง ๆ แล้ว แสงอาจจะต้องเคลื่อนผ่านด้วยความเร็วเป็นอนันต์ ขณะเดินทางเฉียดพื้นผิวของโพรง ถึงแม้มันอาจจะขัดกับสัมพัทธภาพถ้าหากแสงนั้นอยู่ภายในช่วงความถี่ที่แน่นอน) เมททะแมทีเรียลน่าจะทำให้ปรากฏการณ์ทางแสงแบบนี้เกิดขึ้นได้ เพราะเราสามารถออกแบบให้มันมีดัชนีหักเหที่เปลี่ยนแปลงไปจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งได้ ซึ่งนั่นหมายถึงความเร็วของแสงในเมททะแมทีเรียลจะเปลี่ยนแปลงไปจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งนั่นเอง
อุลฟ์ เลออนฮาร์ดท (Ulf Leonhardt) แห่งมหาวิทยาลัย the University of St Andrews ในประเทศอังกฤษ ซึ่งทำงานอิสระจากกลุ่มของเพนดรีก็ได้ข้อสรุปที่ตรงกัน เขาได้บรรยายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นกับแสงนี้ว่าเป็นเหมือน มิราจ (mirage) (เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการที่มีอากาศร้อนที่แตกต่างกันไปเป็นชั้น ๆ จากที่พื้นขึ้นไป อันทำให้แต่ละชั้นมีดัชนีหักเหที่แตกต่างกัน เป็นผลให้แสงจากมุมที่พอเหมาะจากบริเวณเหนือพื้นค่อย ๆ เบนในลักษณะคล้ายกับสะท้อนเข้าตาของผู้สังเกตในอีกจุดหนึ่ง อาจเกิดขึ้นได้ในหลาย ๆ แห่ง เช่นในทะเลทราย หรือบริเวณที่พื้นถนนร้อน) เขาเน้นว่า สิ่งที่พยายามทำคือการนำแสงให้เดินทางไปรอบ ๆ วัตถุ แต่สิ่งสำคัญก็คือต้องทำให้เกิดการเบนของแสงไปในลักษณะที่ เมื่อแสงพุ่งออกจากวัตถุแล้ว มันมีทิศทางเหมือนเดิมจริง ๆ กับเมื่อตอนเข้ามา ทำให้คุณถูกลวงตาว่าไม่มีอะไรอยู่ตรงนั้นเลย
ถึงแม้ผลใหม่ที่ได้นี้จะยังเป็นแค่การคำนวณ นักวิจัยหวังว่ามันน่าจะเป็นไปได้ที่นักวิจัยคนอื่นจะสร้างเมททะแมทีเรียลที่สามารถทำให้มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วของแสงที่จุดต่าง ๆ ขณะเคลื่อนผ่านได้ตามต้องการ มันน่าจะไม่ยากเพราะนักฟิสิกส์ตอนนี้ก็รู้แล้วว่าจะออกแบบเมททะแมทีเรียลอย่างไรให้มีคุณสมบัติอย่างนั้นสำหรับคลื่นวิทยุ จริง ๆ แล้ว อุปกรณ์สำหรับการล่องหนในช่วงสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าช่วงนี้ น่าจะปรากฏสู่สายตาได้ภายในแค่ห้าปี ทีมงานของเพนดรีกล่าว อุปกรณ์แบบนั้นอาจจะมีการประยุกต์ใช้ได้หลากหลายทั้งในการทหารและการสื่อสารไร้สาย
งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าหรือทางทัศนศาสตร์จะสามารถทำอะไรได้มากมายเพียงใด หากคุณปรับเปลี่ยนคุณสมบัติในทางแม่เหล็กไฟฟ้าและทางแสงของวัสดุได้ตามต้องการอย่างไม่จำกัด กล่าวโดยเลออนฮาร์ดท แต่แน่นอนว่าในทางปฏิบัติ มันย่อมมีข้อจำกัด งานวิจัยนี้น่าจะจุดประกายให้มีงานศึกษาใหม่ ๆ เกี่ยวกับเมทะแมทีเรียลออกมา
ที่น่าสนใจ การคำนวณในงานนี้ได้รับอิทธิพลจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในเรื่องโครงสร้างทางเรขาคณิตของอวกาศที่โค้ง ในที่นี้ เรามีตัวอย่างว่าแนวคิดของสัมพัทธภาพทั่วไปจะใส่เข้าไปในเรื่องของการออกแบบทางทัศนศาสตร์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และนาโนเทคโนโลยีได้ที่ตรงไหน กล่าวโดยเลออนฮาร์ดท มันน่าประหลาดใจมั้ยล่ะ
ชูริกก็ตื่นเต้นกับผลที่ได้นี้พอ ๆ กัน เรามีกระบวนทัศน์ใหม่ในการออกแบบอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ เขากล่าว มันแทบจะจินตนาการไม่ถูกเลยถึงการประยุกต์ต่อ ๆ ไปที่จะแตกหน่อจากงานนี้
อนึ่ง ก่อนหน้านี้ทีมนักวิทยาศาสตร์หลาย ๆ ทีมได้เสนอแนวคิดสำหรับสร้างอุปกรณ์ล่องหนไปต่างๆ กัน อย่างเช่นมีการเสนอในทางทฤษฎีว่าให้ใช้วัสดุที่รู้จักกันในชื่อ ซูเปอร์เลนส์ (superlens) ในการหักล้างแสงที่กระเจิงออกจากวัตถุ
แหล่งข้อมูลและเอกสารอ้างอิง
ข่าวจาก physicsweb.org
http://physicsweb.org/articles/news/10/5/16/1
ข่าวจากเว็บไซต์ของบีบีซี
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5016068.stm (flow เหมือนน้ำ)
บทความวิชาการของกลุ่มของเพนดรีในวารสาร Science
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1125907
บทความวิชาการของเลออนฮาร์ดทในวารสาร Science
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1126493
|
จำนวน 27 ความเห็น, หน้า่ | 1| - 2- ความเห็นเพิ่มเติมที่ 8 1 มิ.ย. 2549 (03:03) น่าจะถูกนำไปใช้ทางการทหารนะครับ คงน่ากลัวมาก
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 9 1 มิ.ย. 2549 (09:50) ได้ข่าวมาว่าเพนทาก้อนเขาสนับสนุนโครงการนี้นะได้ข่าวมาเหมือนกัน
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 10 1 มิ.ย. 2549 (11:34) ผมว่าถ้ามันถูกนำไปใช้ในทางการทหารจริง คงน่ากลัวมากๆสำหรับประเทศท่ด้วยการพัฒนาในด้านวิทยาศาสตร์น่ะครับ ทำให้ช่องว่างระหว่างชาติมหาอำนาจกับประเทศเล็กๆอย่าไทยเรามีเพิ่มมากขึ้น Ph|oX (IP:202.129.52.100,,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 12 2 มิ.ย. 2549 (17:50) อีกไม่นานคงมีมีของที่ล่องหนได้ เหอๆ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 13 3 มิ.ย. 2549 (01:32) ไม่แน่นะมันอาจจะปฏิวัติโลกใบนี้เลยก็ได้ ลองคิดดูสิครับว่าถ้าวัสดุที่ใช้ทำยานพาหนะทางทหารถูกติดอุปกรณ์พิเศษที่สามารถเบี่ยงเบนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นแสงในระดับนาโน เราคงจะไม่มีอุปกรณ์ตรวจจับวัตถุที่บินบนฟ้าได้อย่างเช่นสเตล เพราะคลื่นจากเรด้าถูกเบี่ยงเบนไปไม่สะท้อนกลับ คงจะใช้การตวจจับความร้อนแทน ตอนนี้คงจะเริ่มเข้าสู่ยุคสงครามเทคโนโลยีกันแล้ว ไม่ได้บ้าหนัง sci-fi นะครับ แต่แนวโน้วมันก็รู้ ๆ กันอยู่ เพียงแต่ว่าใครจะสามารถเข้าใจและประยุกต์สิ่งต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติมากกว่ากัน อีกหน่อยคงมีคนสร้างเครื่องต้านแรงโน้มถ่วงโลกจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า Nomad (IP:125.24.78.132,,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 14 3 มิ.ย. 2549 (16:09) ว้าว ฟิสิกส์น่าทึ่ง
ว่าแต่ ความเห็นที่ 5 เกี่ยวกันมั้ยนี่
c_cin   
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 488 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 159 ดวง - โหวตเพิ่มดาว
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 15 9 มิ.ย. 2549 (10:55) ดัชนีหักเหเป็นลบนี่มีด้วยหรอครับ 
แต่ถ้าจะให้ความเร็วแสงเข้าใกล้อนันต์อย่างในบทความ
ดัชนีหักเหมันต้องเข้าใกล้0รึเปล่าครับ 
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 16 29 มิ.ย. 2549 (12:12) น่าทึ่งมากๆเลยอ่ะ 
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 18 26 ก.ค. 2549 (13:35) มันคงเป็นอะไรที่พิศดารน่าดู
ที่สามารถผลักคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ขนาดนั้น
xx
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 632 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 162 ดวง - โหวตเพิ่มดาว
 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 19 11 ต.ค. 2549 (16:05) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดนั้น มันไม่ส่งผลกระทบต่อร่างกายของเราหรอกหรือครับ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 20 12 ต.ค. 2549 (20:35) เห็นด้วยกับความคิดเห็นที่ 7 ครับ
นี่แปลว่าต่อไปเราก็จะสามารถทำอะไรโดยที่คนอื่นไม่เห็นได้
แต่ก็เหมือนความคิดเห็นที่ 17 น่ะครับ
รู้สึกมันไกลความจริงยังไงไม่รู้
แต่วิทยาศาสตร์ก็นะ ขนาดมิติที่ 4 ยังหาได้แล้วเลย
(อันนี้ไม่แน่ใจนัครับ ฟังเขามาอีกที)
แต่ก็น่ากลัวนะครับ ถ้าถูกเอาไปใช้ในทางที่ไม่ดี
(เช่น ระเบิดล่องหน กระสุนปืนล่องหน แหะๆ เริ่มเพ้อไปไกล)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 21 13 ต.ค. 2549 (14:00) ถ้าทำได้จริง...มีคงต้องสร้างกฏหมายมาควบคุมเพื่อป้องกันไม่ให้คนนำไปใช้ในทางไม่ดี
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 22 20 ต.ค. 2549 (02:51) และแล้วการทดสอบเครื่องทำให้ล่องหนก็สำเร็จแล้ว
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 24 23 พ.ย. 2549 (21:25) โอ้โห...ถ้ามีขึ้นมาจริงๆ ผลิตได้จริงๆนะคะ คงต้องออกกฎหมายอย่างคุณ นีอต ว่านะคะ คงจะใช้กันงงเลยล่ะทีนี้..
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 26 14 เม.ย. 2551 (13:32) อยากเหาะได้มากกว่า hci0ig_@hotmail.com (IP:117.47.127.181)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 27 1 พ.ค. 2551 (07:58) ถุงยางล่องหนใส่แล้วไอ้จู๊หาย!!
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 28 28 ก.ค. 2551 (20:21) ผมว่าน่าจะลองใช่ กล่องจับความร้อนดูนะ น่าจะเห็นของที่อยู่ข้างในนะ
*หมายเหตุ ถ้าเกิดจะถูกนำไปใช้ทางการทหารนะครับ
|
