Từ hữu hình đến vô hình - Phần 3 Sự tàng hình nay đã là hiện thực. Nhưng các nhà khoa học chưa hài lòng và vẫn đi tìm món chén thánh: một cái áo tàng hình che giấu những vật thể vĩ mô nhìn từ mọi góc độ bằng ánh sáng nhìn thấy không phân cực. Wenshan Cai và Vladimir Shalaev trình bày con đường phía trước trong cuộc truy tìm này. Tự nhiên biết rõ nhất Khi nghĩ tới nhữngkế hoạchtàng hình mới và sáng tạo, cómộtthứ đángđể bạn lưu tâmtrongnão: tự nhiên có thể đã thựcthimộtsố công việc dànhcho chúng ta.Trongkhimỗi chấtrắncó trong tự nhiên, theo định nghĩa, là đồng nhất, cái chúngta khôngmuốn,thì sự dị hướng cómặt trong nhiều chấtkết tinh;nó là một tínhchất nội tại suyra từ cấutrúc mạng tinhthể. Vậy thì chúng ta cóthể xây dựng một áo tàng hìnhquanghọc vừa đẳnghướng vàphi từ tính,vàkhai thác sự dị hướng có mặt trongtự nhiên hay không?Đây là quan điểm cơ sở của một áo tàng hình quang học dải rộng, vĩ mô, đối với ánhsáng nhìn thấy, đã được báo cáo bởi mộtđội đứng đầulà Shuang Zhang ở trường Đại họcBirminghamvàPendry tại trườngImperialLondon, và,mộtcách độc lập, bởi đội củaGeorge Barbastathis thuộcLiên hiệp Nghiên cứu vàCôngnghệ Singapore-MIT. Thật thú vị, cả hai áo tàng hìnhvĩ mô trên đềuđược chế tạo từ chất liệu calcitekết tinh, chất đã được tìm thấy là có tính dị hướng quanghọcvàtính lưỡng chiết bởi nhà khoahọcngười Đan Mạch RasmusBartholintận hồi năm 1669. Phiên bản mới này của thảm tànghình sử dụng một chỗ lồi hình tam giác thay cho một chỗ phẳng, vàphân tích toánhọc cho thấykhisử dụng một phép biến đổi tọa độ thích hợp, thì chất liệu cấu thành phía trên mặt phẳng nền cóthể làm từ những chất liệu đơn giản đồngnhất, phi từ tính. Quantrọnghơn, mức độ dị hướng cần thiết không khắtkhecholắm, và cóthể sẵn sàngđáp ứng khisử dụng các tinh thể lưỡng chiết. Kết quả là đạt tới một trường hợp rất hiếm trong những dụngcụ xây dựng trên cơ sở biến đổi tọa độ: mộtđặc trưng chiết suất biến thiên theokhông gian là không cần thiếtnữa,đặt nền tảng cho việc loại trừ hoàn toàn nhucầu vi chế tạo tiêutốn thời gian và tiền của. Một sơ đồ của dụng cụ trêntrình bày tronghình3aminh họa áp dụng bị bẻ cong như thế nào để đánh lừa mắt. Hai mảnh calcite cóhướngtinh thể khác nhau được ghép dính lại với mộtchỗ thụt vào hình tamgiáctù nằmbên dướilớpphủ kim loại. Chùm ánh sángbị lệch nhiều lần trước khiđi ra khỏi tinhthể, theo kiểu giống hệt như nó bị phản xạ trực tiếp bởi một cái gương phẳng. Các nhà nghiên cứu đã che giấu thành công một số vật thể cỡ centimet, gồm một cái kẹp giấy, một cái nêmthép nhỏ và mộtmiếng giấy (hình 3b – d).Áo tàng hình hoạt động khá tốt trong toàn dải phổ nhìn thấy, từ đỏ tới xanh, nhờ sự tán sắc tương đối yếu trong tinh thể trong suốttrên. Một cái áo tànghình sẽ che giấu các vật ở mọi góc tới;điều này cũngđã được xácnhận, miễn là nguồn chiếu sáng ở một phía củahình tháp, và người quan sátthìở phía bên kia. Hình 3. Áo tàng hình vĩ mô. (a) Ánh sáng bị bẻ cong nhiều lần trong áo tàng hình calcite này, như thể chúng bị phản xạ trực tiếp từ một cái gương phẳng. Đường liền nét màu vàng thể hiện lớp tráng phản xạ, còn đường đứt nét màu vàng thể hiện mặt phẳng mặt đất ảo. Mọi thứ nằm bên trong các đường màu vàng đều được làm cho vô hình. (b và c) Diện mạo của áo tàng hình calcite trong một chất lỏng. Ảnh của cát nằm phía sau tinh thể hình lăng kính tam giác (cao 20mm) bình thường bị méo, như trong hình (b). Tuy nhiên, dưới những điều kiện chiếu sáng thích hợp, áo tàng hình calcite, cùng với bất cứ thứ gì che giấu trong chỗ lõm hình tam giác, biến mất và người ta thấy ảnh không méo mó của cát khi nhìn xuyên qua dụng cụ trên. (d) Một miếng giấy màu hồng chèn vào mặt dưới biến dạng của một áo tàng hình calcite (cao 15mm). Phần chính giữa của tờ giấy bị làm cho vô hình trong khi khung cảnh nền không bị biến đổi gì hết. Phút suy tính Chúng tahãy nhìnngượclại từ làn gió hàohứng của haiminh chứng áo tàng hình calcite tuyệt vời và tự hỏi: khôngbiết chúng ta đã tiến gầnđến mức nào đối với một áo tàng hình lí tưởng? Vâng, thậtkhông may, bạn có thể nói rằng một cái áo tànghìnhcalcite có ở đó vì các dụng cụ chỉ hoạt động đốivới ánh sáng phân cực và vốnchỉ hoạt động trongcấu hình 2D.Đồng thời, hiệu quả tàng hình bị giảm sút khi dùngtrong khônggian tự do thay vì dìmtrong một chất lỏng chiết suất cao. Hơn nữa,chúng ta sẽ nghiêng về mộthiệuứngnhìn thấy trựctiếp trongkhôngkhí thayvì nhìn thấy một miếnggương kì lạ nằm trên mặt đất, đó là diện mạo của thảmtàng hình hiện nay vàmụctiêu mong muốn vẫn hãy còn xavời. Nhưng chúng ta không nên quábi quan, vì công nghệ vẫn đangphát triển và thời gian sẽ khiến chúng ta bất ngờ mộtlần nữa. Thật vậy, khi chúng tôi đangviết bài báo này, cả hainhómđã thiết kế ra mẫu ở hình2 đều báo cáo rằng việc chế tạo ra đốitácánhsáng nhìn thấy của cấutrúccủa họ với cỡ chi tiết nhỏ hơn vànhững chất liệu đượcxử lí tinhvi hơn (MGharghiet al. 2011Nano. Lett.DOI:10.1021/nl201189z;JFischeret al. 2011Opt.Lett. 36 2059). Nhưng, trong khi cái cho đến nay đã đạt được trong khoa học tàng hìnhđã làmộtthànhtựu vật lí và kĩ thuật, có lẽ bọn trẻ củachúng ta sẽ phải chờ thêm một thời giannữa mới có trong tay áo tàng hình HarryPotter thứ thiệt. . Từ hữu hình đến vô hình - Phần 3 Sự tàng hình nay đã là hiện thực. Nhưng các nhà khoa học chưa hài lòng và vẫn đi tìm món chén thánh: một cái áo tàng hình che giấu những vật thể vĩ mô nhìn từ. phía củahình tháp, và người quan sátthìở phía bên kia. Hình 3. Áo tàng hình vĩ mô. (a) Ánh sáng bị bẻ cong nhiều lần trong áo tàng hình calcite này, như thể chúng bị phản xạ trực tiếp từ một cái. mộtmiếng giấy (hình 3b – d).Áo tàng hình hoạt động khá tốt trong toàn dải phổ nhìn thấy, từ đỏ tới xanh, nhờ sự tán sắc tương đối yếu trong tinh thể trong suốttrên. Một cái áo tànghình sẽ che giấu