ວິທີການທາງທິດສະດີສາມາດເຮັດໃຫ້ວັດຖຸທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນໂດຍກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນ, ຫຼື mimic ວັດຖຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ເຈົ້າຮູ້ສຶກຮ້ອນໄດ້ບໍ? ຕໍ່ກັບກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງວັດແທກລັງສີອິນຟາເຣດ, ຄວາມຮ້ອນທີ່ພວກເຮົາສາມາດຮູ້ສຶກໄດ້ແມ່ນເຫັນໄດ້, ຄືກັບຄວາມຮ້ອນຂອງນັກທ່ອງທ່ຽວໃນສະຫນາມບິນທີ່ມີອາການໄຂ້ຫຼືຄວາມເຢັນຂອງປ່ອງຢ້ຽມຫຼືປະຕູທີ່ຮົ່ວໃນລະດູຫນາວ.
ໃນເອກະສານທີ່ລົງພິມໃນ Proceedings of Royal Society A: ຄະນິດສາດ, ຟີຊິກ ແລະ ວິສະວະກຳສາດເຊິ່ງເປັນກຸ່ມນັກຄະນິດສາດ ແລະນັກຟິສິກສາກົນ, ລວມທັງ Fernando Guevara Vasquez ແລະ Trent DeGiovanni ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Utah, ລາຍງານວິທີທາງທິດສະດີຂອງການເຮັດແບບວັດຖຸຄວາມຮ້ອນ ຫຼືເຮັດໃຫ້ວັດຖຸທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ຈາກການວັດແທກຄວາມຮ້ອນ. ແລະມັນບໍ່ໄດ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸປະກອນ cloaking Romulan ຫຼື cloak ເບິ່ງເຫັນຂອງ Harry Potter. ການຄົ້ນຄວ້າແມ່ນໄດ້ຮັບທຶນຈາກມູນນິທິວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດ.
ວິທີການອະນຸຍາດໃຫ້ສໍາລັບການປັບປັບການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນເຖິງແມ່ນວ່າໃນສະຖານະການທີ່ມີການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໃນເວລາ, ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວວ່າ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຫນຶ່ງອາດຈະເປັນການແຍກສ່ວນທີ່ສ້າງຄວາມຮ້ອນໃນວົງຈອນ (ເວົ້າວ່າ, ການສະຫນອງພະລັງງານ) ເພື່ອຮັກສາມັນຈາກການແຊກແຊງກັບພາກສ່ວນທີ່ລະອຽດອ່ອນຄວາມຮ້ອນ (ເວົ້າວ່າ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນ). ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນສາມາດຢູ່ໃນຂະບວນການອຸດສາຫະກໍາທີ່ຕ້ອງການການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຖືກຕ້ອງທັງເວລາແລະພື້ນທີ່, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, ການຄວບຄຸມຄວາມເຢັນຂອງວັດສະດຸເພື່ອໃຫ້ມັນ crystallizes ໃນລັກສະນະສະເພາະໃດຫນຶ່ງ.
ເບິ່ງພາບຂອງວິທີການໃສ່ເສື້ອຂອງວັດຖຸທີ່ມີຮູບຊົງວ່າວຢູ່ບ່ອນນີ້:
ຊ້າຍຫາຂວາ: 1. ອຸນຫະພູມຂອງແຜ່ນທີ່ຂຶ້ນກັບແຫຼ່ງຈຸດໄຟໃນເວລາ t=0 (ນີ້ອາດຈະເປັນເຊັ່ນ: laser pulse). 2. ອຸນຫະພູມຂອງແຜ່ນທີ່ມີວັດຖຸ “ວ່າວ” ປະຈຸບັນ. ດັ່ງທີ່ເຈົ້າສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ isotherms, ຫຼື contours ອຸນຫະພູມ, ແມ່ນຜິດປົກກະຕິໂດຍການມີວັດຖຸແລະນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍຜູ້ສັງເກດການເພື່ອກວດຫາແລະຊອກຫາວ່າວ. 3. ວັດຖຸວ່າວຖືກອ້ອມຮອບດ້ວຍເສື້ອຄຸມທີ່ຫ້າວຫັນຂອງພວກເຮົາ. ດຽວນີ້ isotherms ເບິ່ງຄືກັບສິ່ງທີ່ຢູ່ໃນກໍລະນີທີ່ບໍ່ມີວັດຖຸ, ເຊິ່ງເຊື່ອງວັດຖຸວ່າວ. ສິນເຊື່ອ: Fernando Guevara Vasquez / ມະຫາວິທະຍາໄລ Utah
ຫຼືເບິ່ງວ່າມັນເຮັດວຽກແນວໃດສໍາລັບວັດຖຸທີ່ເປັນຮູບ Homer Simpson ທີ່ນີ້:
ຊ້າຍຫາຂວາ: 1. ອຸນຫະພູມຂອງແຜ່ນທີ່ຂຶ້ນກັບຈຸດຈຸດໄຟໃນເວລາ t=0 (ນີ້ອາດຈະເປັນເຊັ່ນ: laser pulse). 2. ອຸນຫະພູມຂອງແຜ່ນທີ່ມີວັດຖຸປະຈຸບັນ. ດັ່ງທີ່ເຈົ້າສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ isotherms, ຫຼື contours ອຸນຫະພູມ, ຖືກຜິດປົກກະຕິໂດຍການມີວັດຖຸແລະນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍຜູ້ສັງເກດການເພື່ອກວດຫາແລະຊອກຫາວັດຖຸ. 3. ວັດຖຸແມ່ນອ້ອມຮອບດ້ວຍ cloak ການເຄື່ອນໄຫວຂອງພວກເຮົາ. ດຽວນີ້ isotherms ເບິ່ງຄືກັບກໍລະນີທີ່ວັດຖຸບໍ່ຢູ່, ເຊິ່ງເຊື່ອງວັດຖຸ. ສິນເຊື່ອ: Fernando Guevara Vasquez
ເຄື່ອງນຸ່ງປິດບັງ ຫຼືອຸປະກອນທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນແມ່ນເປັນອົງປະກອບຂອງເລື່ອງນິຍາຍມາດົນແລ້ວ, ແຕ່ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້ ນັກວິທະຍາສາດ ແລະວິສະວະກອນໄດ້ຄົ້ນຄວ້າວິທີການນຳເອົາເລື່ອງນິຍາຍວິທະຍາສາດໄປສູ່ຄວາມເປັນຈິງ. ວິທີການຫນຶ່ງ, ການນໍາໃຊ້ metamaterials, ໂຄ້ງແສງສະຫວ່າງໃນວິທີການທີ່ຈະສະແດງວັດຖຸທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນ.
ຄືກັບທີ່ຕາຂອງພວກເຮົາເຫັນວັດຖຸຫາກມັນປ່ອຍ ຫຼືສະທ້ອນແສງ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນສາມາດເບິ່ງເຫັນວັດຖຸໄດ້ ຖ້າມັນປ່ອຍ ຫຼືສະທ້ອນລັງສີອິນຟາເຣດ. ໃນຄໍາສັບທາງຄະນິດສາດ, ວັດຖຸສາມາດເບິ່ງເຫັນໄດ້ໂດຍກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນຖ້າຫາກວ່າແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນທີ່ວາງຢູ່ອ້ອມຮອບມັນສາມາດ mimic ການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນໄດ້ຄືກັບວ່າວັດຖຸບໍ່ຢູ່.
ຄວາມແປກໃໝ່ໃນວິທີການຂອງທີມງານແມ່ນວ່າພວກເຂົາໃຊ້ປັ໊ມຄວາມຮ້ອນແທນທີ່ຈະເປັນວັດສະດຸຫັດຖະກໍາພິເສດເພື່ອເຊື່ອງສິ່ງຂອງ. ຕົວຢ່າງຂອງເຄື່ອງສູບຄວາມຮ້ອນຂອງຄົວເຮືອນແບບງ່າຍໆແມ່ນຕູ້ເຢັນ: ເພື່ອເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງແຫ້ງເຢັນມັນສູບຄວາມຮ້ອນຈາກພາຍໃນໄປສູ່ພາຍນອກ. Guevara ເວົ້າວ່າການໃຊ້ປັ໊ມຄວາມຮ້ອນແມ່ນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍກ່ວາການໃຊ້ວັດສະດຸຫັດຖະກໍາຢ່າງລະມັດລະວັງ, Guevara ເວົ້າ. ຕົວຢ່າງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າສາມາດເຮັດໃຫ້ວັດຖຸຫນຶ່ງຫຼືແຫຼ່ງປະກົດວ່າເປັນວັດຖຸຫຼືແຫຼ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫມົດ. "ດັ່ງນັ້ນຢ່າງຫນ້ອຍຈາກທັດສະນະຂອງການວັດແທກຄວາມຮ້ອນ," Guevara ເວົ້າວ່າ, "ພວກເຂົາສາມາດເຮັດໃຫ້ຫມາກໂປມປາກົດເປັນສີສົ້ມ."
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປະຕິບັດວຽກງານຄະນິດສາດທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ, ດ້ວຍວົງແຫວນຂອງປັ໊ມຄວາມຮ້ອນອ້ອມຮອບວັດຖຸ, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເຊື່ອງວັດຖຸທີ່ມີຄວາມຮ້ອນຫຼືເຮັດແບບຈໍາລອງຄວາມຮ້ອນຂອງວັດຖຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ວຽກງານດັ່ງກ່າວຍັງຄົງເປັນທິດສະດີ, Guevara ເວົ້າວ່າ, ແລະການຈໍາລອງສົມມຸດວ່າ "ການສືບສວນ" ແຫຼ່ງຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ຈະສະທ້ອນຫຼືໂຄ້ງຮອບວັດຖຸ - ທຽບເທົ່າຄວາມຮ້ອນຂອງໄຟສາຍຢູ່ໃນຫ້ອງມືດ.
ອຸນຫະພູມຂອງແຫຼ່ງ probing ນັ້ນຕ້ອງໄດ້ຮັບການຮູ້ລ່ວງຫນ້າຂອງທີ່ໃຊ້ເວລາ, ຈຸດອ່ອນຂອງການເຮັດວຽກໄດ້. ແນວໃດກໍ່ຕາມວິທີການດັ່ງກ່າວແມ່ນຢູ່ໃນການເຂົ້າເຖິງຂອງເຕັກໂນໂລຢີໃນປະຈຸບັນໂດຍການນໍາໃຊ້ປັ໊ມຄວາມຮ້ອນຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ເອີ້ນວ່າອົງປະກອບ Peltier ທີ່ຂົນສົ່ງຄວາມຮ້ອນໂດຍການຖ່າຍທອດກະແສໄຟຟ້າຜ່ານຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ໂລຫະ. ອົງປະກອບ Peltier ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການນໍາໃຊ້ຜູ້ບໍລິໂພກແລະອຸດສາຫະກໍາ.
ນັກຄົ້ນຄວ້າຄິດວ່າວຽກງານຂອງພວກເຂົາສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງວັດຖຸໃນອາວະກາດແລະເວລາຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ເຊິ່ງມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນການປົກປ້ອງວົງຈອນເອເລັກໂຕຣນິກ. ຜົນໄດ້ຮັບ, ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວວ່າ, ຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ກັບການໃຫ້ຢາທີ່ຖືກຕ້ອງ, ເນື່ອງຈາກວ່າຄະນິດສາດຂອງການໂອນຄວາມຮ້ອນແລະການແຜ່ກະຈາຍແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບການໂອນແລະການແຜ່ກະຈາຍຂອງຢາ. ແລະ, ພວກເຂົາເຈົ້າເພີ່ມ, ຄະນິດສາດຂອງວິທີການແສງສະຫວ່າງປະຕິບັດຕົວໃນສື່ກະຈາຍເຊັ່ນ: ຫມອກສາມາດນໍາໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ໃນ cloaking ຕາເຊັ່ນດຽວກັນ.
ອ້າງອິງ: “ການປິດບັງຄວາມຮ້ອນແບບເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ການເຮັດແບບຢ່າງ” ໂດຍ Maxence Cassier, Trent DeGiovanni, Sébastien Guenneau ແລະ Fernando Guevara Vasquez, 12 ພຶດສະພາ 2021, Proceedings of Royal Society A: ຄະນິດສາດ, ຟີຊິກ ແລະ ວິສະວະກຳສາດ.
DOI: 10.1098/rspa.2020.0941
ນອກຈາກ Guevara ແລະ DeGiovanni, Maxence Cassier, ນັກຄົ້ນຄວ້າ CNRS ທີ່ສະຖາບັນ Fresnel ໃນ Marseille, ປະເທດຝຣັ່ງ ແລະ Sébastien Guenneau, ນັກຄົ້ນຄວ້າ CNRS, UMI 2004 Abraham de Moivre-CNRS, Imperial College London, ລອນດອນ, ອັງກິດ ຮ່ວມປະກອບການສຶກສາ.
