การทดสอบอุปกรณ์ทำให้ล่องหนประสบความสำเร็จ โพสต์เมื่อ:
11:44 วันที่ 20 ต.ค. 2549 ชมแล้ว:
40,929  ตอบแล้ว:
9
การทดสอบอุปกรณ์ทำให้ล่องหนประสบความสำเร็จ
ทีมนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน-อังกฤษประสบความสำเร็จในการทดสอบอุปกรณ์ทำให้ล่องหนได้ ถึงแม้จะยังไม่สมบูรณ์และใช้ได้กับเฉพาะช่วงคลื่นไมโครเวฟก็ตาม
ถ้าใครพอจำได้ เมื่อราว 5 เดือนก่อน มีข่าวการเสนอความเป็นไปได้ทางทฤษฎีในการสร้างอุปกรณ์ทำให้ล่องหน (หรือที่เรียกกันในภาษาอังกฤษว่า cloak โคล๊ก) ได้ด้วยวัสดุพิเศษชนิดหนึ่งที่เรียกว่า เมตาแมทิเรียล (metamaterial) ทางวิชาการดอทคอมก็มีส่วนร่วมในการนำเสนอข่าวในครั้งนั้นด้วย ขณะนี้มีการทดสอบอุปกรณ์ดังกล่าวจนประสบผลสำเร็จจริง ๆ แล้ว
ในการทดสอบที่มหาวิทยาลัยดุ๊ค (Duke University) มลรัฐนอร์ธแคโลไรนา สหรัฐอเมริกา อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถซุกซ่อนวัสดุทรงกระบอกทำจากทองแดงที่อยู่ภายใน ในช่วงคลื่นไมโครเวฟได้
ด้วยอยู่บนพื้นฐานของการออกแบบโดยนักฟิสิกส์ จอห์น เพนดรี (John Pendry) แห่งมหาวิทยาลัยอิมพีเรียลคอลเลจ (Imperial College) กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ อุปกรณ์ทำให้ล่องหนเบนรังสีไมโครเวฟที่เข้ามาทางด้านหนึ่งให้โค้งไปรอบ ๆ เมื่อผ่านไปอีกด้านหนึ่งแล้ว ลำของรังสีก็เบนสู่ทิศทางเดิม เหมือนไม่ได้ผ่านอะไรมา ในลักษณะเดียวกับการที่น้ำไหลผ่านก้อนหินผิวเรียบ ปรากฏการณ์เช่นนี้ทำให้ทั้งตัวโคล๊กเองและสิ่งที่อยู่ภายใน ล่องหน
อย่างไรก็ตาม การทำให้วัตถุล่องหนได้จริงต่อสายตาของผู้คน ยังเป็นเพียงแค่เรื่องราวในนิยายวิทยาศาสตร์ สำหรับในตอนนี้ อุปกรณ์ยังทำงานได้เฉพาะกับรังสีช่วงคลื่นไมโครเวฟเท่านั้น
เช่นเดียวกับคลื่นแสง ไมโครเวฟมีสมบัติการสะท้อนและกระเจิงจากวัตถุ ทำให้เรามองเห็นวัตถุได้และทำให้เกิดเงาขึ้น แต่ที่ต่างกันคือที่ช่วงคลื่นไมโครเวฟ การวัดต้องกระทำโดยอุปกรณ์แทนที่จะใช้ตาเปล่า
ในการทดลองนี้มันยังทำงานได้เพียงใน 2 มิติ คือทำให้ล่องหนกับเฉพาะรังสีที่ขนานอยู่กับระนาบหนึ่งเท่านั้น อุปกรณ์ที่ทำให้ล่องหนใน 3 มิติ หรือในทุกทิศทางการสังเกตจะซ่อนวัตถุที่อยู่ภายในได้สมบูรณ์แบบ นอกจากนี้อุปกรณ์ที่ทำให้ล่องหนต่อรังสีไมโครเวฟนี้ยังไม่ได้ทำให้ล่องหนได้อย่างที่สุด มันยังมีการสะท้อนและทำให้มีเงาเกิดขึ้นอยู่เล็กน้อย
ทั้ง ๆ ที่ยังมีจุดด้อยเหล่านี้ สิ่งประดิษฐ์ชิ้นนี้ยังเป็น ความสำเร็จที่ดีเยี่ยม กล่าวโดย อุล์ฟ ลีออนฮาร์ดท (Ulf Leonhardt) นักทฤษฎีแห่งมหาวิทยาลัย เซนต์ แอนดรูส์ ในประเทศอังกฤษ ผู้ซึ่งไม่เกี่ยวข้องในการศึกษาครั้งนี้
มันน่าประหลาดใจที่มันดูเรียบง่าย และใช้การได้ดี ลีออนฮาร์ดท กล่าวในบทความข่าวเกี่ยวกับงานนี้ ในวารสาร Science
ความสำเร็จครั้งนี้ถูกรายงานออนไลน์โดยทางวารสาร ซึ่งเป็นเวลาเพียง 5 เดือนหลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ทีมเดียวกันนี้ ได้ตีพิมพ์งานศึกษาชิ้นหนึ่งที่ให้รายละเอียดทางคณิตศาสตร์บ่งชี้ความเป็นไปได้ที่จะสร้างอุปกรณ์ทำให้ล่องหนนี้
ซุกซ่อน
ในการทดลอง เริ่มแรก นักวิทยาศาสตร์ทำการตรวจวัดรังสีไมโครเวฟที่เดินทางข้ามผ่านระนาบที่จัดวางไว้ที่ตำแหน่งหนึ่ง โดยไม่มีอะไรขวางทางเลย ต่อจากนั้นพวกเขาก็วางวัสดุทองแดงทรงกระบอกในตำแหน่งของระนาบนั้นแล้วตรวจวัดเช่นเดิม ซึ่งพบผลที่เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการกระเจิงจากทรงกระบอกทองแดง
จากนั้นก็วางอุปกรณ์ทำให้ล่องหนครอบทรงกระบอกทองแดงนั้น ผลที่วัดได้ไม่ได้กลับไปเป็นเหมือนกรณีที่ไม่วางอะไรขวางเลยซะทีเดียว แต่มันก็ลดผลจากการขวางกั้นหรือเบนรังสีไมโครเวฟไปอย่างมาก
อุปกรณ์ทำให้ล่องหนนี้ได้ทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเบนไปรอบ ๆ ทำให้วัตถุที่อยู่ภายในอุปกรณ์ไม่รบกวนสนามแม่เหล็กไฟฟ้า อธิบายโดย ผู้ร่วมทีมวิจัย ดร. เดวิด ชูริก (David Schurig) จากมหาวิทยาลัยดุ๊ค มีการลดลงของการสะท้อนกลับรังสี และยังลดเงาที่เกิดขึ้นด้วย
จริง ๆ แล้ว การออกแบบตามทฤษฎีสามารถเอาไปสร้างอุปกรณ์ที่ทำให้วัตถุล่องหนจากแสงที่ตามองเห็นได้เช่นเดียวกัน แต่อาจจะต้องใช้โครงสร้างของเมตาแมทิเรียลที่ละเอียดและซับซ้อนกว่ามาก
เมตาแมทิเรียล เป็นวัสดุที่ถูกประดิษฐ์ขึ้น โดยทำให้เป็นพื้นผิวที่มีรูปแบบเฉพาะ เพื่อตอบสนองและควบคุมแสงในแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน
ถึงแม้คำว่า cloak ในภาษาอังกฤษ จะหมายถึงผ้าล่องหน ที่เมื่อใช้คลุมหรือสวมใส่แล้ว ก็จะทำให้มองไม่เห็น ทว่าอุปกรณ์ cloak ในที่นี้ ไม่ได้เป็นอย่างนั้น มันประกอบด้วยชุดของวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางร่วมกัน ซึ่งทำจากวงแหวนและลวดทองแดง จัดตัวกันบนแผ่นไฟเบอร์กลาส และดูเหมือนม้วนฟิล์มที่ม้วนหลวม ๆ
รูปแบบดังกล่าวทำให้อุปกรณ์มีความสามารถในการควบคุมแสง และขนาดของรูปแบบจะเป็นตัวกำหนดความยาวคลื่นแสงที่จะถูกควบคุมให้เบนไปด้วยอุปกรณ์ได้ รูปแบบที่เล็กกว่าจะเป็นผลต่อแสงความยาวคลื่นสั้นกว่า ไมโครเวฟนับมีความยาวคลื่นที่ยาว ดังนั้นเมตาแมทิเรียลที่มีรูปแบบที่ใหญ่กว่าจึงตอบสนองได้ดี การที่จะสามารถควบคุมจัดการกับแสงในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น ซึ่งมีความยาวคลื่นที่สั้นกว่า จำเป็นต้องใช้เมตาแมทิเรียลที่มีรูปแบบที่ละเอียดกว่า
รูปแบบที่ละเอียดเช่นนั้นจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการผลิตในระดับนาโน ศาสตราจารย์ เดวิด สมิธ แห่งมหาวิทยาลัยดุ๊คกล่าว ถึงตอนเอาไปประยุกต์ใช้งานจริง ๆ แล้ว ก็ยังไม่ชัดเจนว่าเราจะได้สิ่งที่ทำให้ล่องหนแบบที่หลายคนคิดฝันเอาไว้ เหมือนอย่างผ้าคลุมล่องหนของแฮรี่ พ็อตเตอร์ หรืออุปกรณ์ทำให้ล่องหนในภาพยนตร์ Star Trek
ตาของมนุษย์ตอบสนองต่อหลายความยาวคลื่นในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็นได้ มันยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าเมตาแมทิเรียลจะสามารถเบนรังสีในหลายช่วงความยาวคลื่นพร้อม ๆ กันได้
การประยุกต์ที่กว้างขวาง
จอห์น เพนดรี ให้ความเห็นว่า มีกฎหนึ่งเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของเมตาแมทิเรียล มันต้องมีขนาดที่เล็กกว่าความยาวคลื่นของรังสี ดังนั้น สำหรับคลื่นเรดาร์ ซึ่งมีความยาวคลื่น 3 ซม. คุณจะสามารถสร้างรูปแบบในเมตาแมทิเรียลที่มีสองสามมิลลิเมตรได้อย่างไม่ยากเย็น
ถ้าคุณต้องการพัฒนาต่อไปเพื่อใช้งานได้กับแสงช่วงคลื่นที่ตามองเห็น ซึ่งความยาวคลื่นน้อยกว่าหนึ่งไมครอน โครงสร้างในเมตาแมทิเรียลของคุณก็จะต้องเป็นเพียงไม่กี่สิบนาโนเมตร ซึ่งต้องอาศัยนาโนเทคโนโลยี ซึ่งอาจจะเป็นไปได้ในอีก 5 หรือ 10 ปี อย่างไรก็ตามไม่ใช่ปัจจุบันนี้แน่นอน
ถึงแม้จะยังไม่ดีพอ แต่นักวิจัยกล่าวว่าถ้าวัตถุถูกทำให้ซ่อนได้จากไมโครเวฟ มันน่าล่องหนจากการตรวจวัดของเรดาร์ได้ ซึ่งเป็นความเป็นไปได้ที่น่าสนใจต่อการทหาร โคล๊กอาจเอาไปใช้คลุมรอบเครื่องบินขับไล่ หรือรถถัง
แล้วคุณล่ะ คิดว่าน่าจะเอา โคล๊ก ไปใช้ประโยชน์ในทางที่สร้างสรรค์อย่างอื่นอะไรได้บ้าง นอกจากการสงครามที่เป็นหนทางสู่ความโง่เขลาของมวลมนุษยชาติ
แหล่งข้อมูล
ข่าวจาก Physicsweb
http://www.physicsweb.org/articles/news/10/10/12/1
ข่าวจาก BBC
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6064620.stm
ข่าวจาก Livescience
http://www.livescience.com/technology/061019_invisibility_cloak.html
ข้อมูลเพิ่มเติม
ข่าวในวิชาการดอทคอม ที่กล่าวถึงความเป็นได้ทางทฤษฎีที่จะประดิษฐ์อุปกรณ์ทำให้ล่องหนนี้ขึ้น
http://www.vcharkarn.com/include/vcafe/showkratoo.php?Cid=26&Pid=52630
|
จำนวน 1 ความเห็น, หน้า่ | -1-  ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 16 มิ.ย. 2550 (10:17) ดีนะต่อไปคงนำมาใช้อย่างกว้างขวาง หายตัวไปไหนได้คงดีตื่นเต้นจัง
|
