Ang teoretikal na pamamaraan ay maaaring gumawa ng mga bagay na hindi nakikita ng isang thermal camera, o gayahin ang ibang bagay.
Nararamdaman mo ba ang init? Sa isang thermal camera, na sumusukat sa infrared radiation, ang init na ating nararamdaman ay nakikita, tulad ng init ng isang manlalakbay sa isang airport na may lagnat o ang lamig ng isang tumutulo na bintana o pinto sa taglamig.
Sa isang papel na nai-publish sa Mga Proceeding ng Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, isang internasyunal na grupo ng mga inilapat na mathematician at physicist, kabilang sina Fernando Guevara Vasquez at Trent DeGiovanni mula sa Unibersidad ng Utah, ay nag-uulat ng isang teoretikal na paraan ng paggaya sa mga thermal na bagay o paggawa ng mga bagay na hindi nakikita ng mga thermal measurements. At hindi ito nangangailangan ng Romulan cloaking device o invisibility cloak ni Harry Potter. Ang pananaliksik ay pinondohan ng National Science Foundation.
Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan para sa fine-tuning ng init transfer kahit na sa mga sitwasyon kung saan ang temperatura ay nagbabago sa oras, ang mga mananaliksik sabihin. Ang isang application ay maaaring ihiwalay ang isang bahagi na bumubuo ng init sa isang circuit (sabihin, isang power supply) upang hindi ito makagambala sa mga bahaging sensitibo sa init (sabihin, isang thermal camera). Ang isa pang aplikasyon ay maaaring sa mga prosesong pang-industriya na nangangailangan ng tumpak na kontrol sa temperatura sa parehong oras at espasyo, halimbawa ang pagkontrol sa paglamig ng isang materyal upang ito ay mag-kristal sa isang partikular na paraan.
Manood ng visualization kung paano binabalot ng pamamaraan ang isang bagay na hugis saranggola dito:
Kaliwa pakanan: 1. temperatura ng isang plate na napapailalim sa isang point source na nagpapaputok sa oras na t=0 (maaaring ito ay isang laser pulse). 2. temperatura ng plato na may naroroon na bagay na "saranggola". Tulad ng makikita mo ang mga isotherms, o mga contour ng temperatura, ay nababago sa pagkakaroon ng bagay at ito ay magagamit ng isang tagamasid upang makita at mahanap ang saranggola. 3. ang bagay na saranggola ay napapaligiran ng ating aktibong balabal. Ngayon ang mga isotherm ay eksaktong kamukha ng mga nasa kaso kung saan ang bagay ay wala, na nagtatago sa bagay na saranggola. Pinasasalamatan: Fernando Guevara Vasquez/University of Utah
O panoorin kung paano ito gumagana para sa isang bagay na hugis Homer Simpson dito:
Kaliwa pakanan: 1. temperatura ng isang plate na napapailalim sa point source na pagpapaputok sa oras t=0 (ito ay maaaring hal. isang laser pulse). 2. temperatura ng plato na may naroroon na bagay. Tulad ng makikita mo ang mga isotherms, o mga contour ng temperatura, ay nababago ng presensya ng bagay at ito ay magagamit ng isang tagamasid upang makita at mahanap ang bagay. 3. Ang bagay ay napapalibutan ng ating aktibong balabal. Ngayon ang mga isotherm ay eksaktong kamukha ng mga nasa kaso kung saan ang bagay ay wala, na nagtatago sa bagay. Pinasasalamatan: Fernando Guevara Vasquez
Ang mga cloaking o invisibility na device ay matagal nang elemento ng mga kwentong kathang-isip, ngunit sa mga nakalipas na taon, ginalugad ng mga siyentipiko at inhinyero kung paano isasagawa ang science fiction. Ang isang diskarte, gamit ang mga metamaterial, ay binabaluktot ang liwanag sa paraang ginagawang hindi nakikita ang isang bagay.
Kung paanong ang ating mga mata ay nakakakita ng mga bagay kung sila ay naglalabas o sumasalamin sa liwanag, ang isang thermal camera ay nakakakita ng isang bagay kung ito ay naglalabas o sumasalamin sa infrared radiation. Sa mga termino sa matematika, ang isang bagay ay maaaring maging invisible sa isang thermal camera kung ang mga pinagmumulan ng init na inilagay sa paligid nito ay maaaring gayahin ang paglipat ng init na parang ang bagay ay wala doon.
Ang bagong bagay sa diskarte ng koponan ay ang paggamit nila ng mga heat pump sa halip na mga espesyal na ginawang materyales upang itago ang mga bagay. Ang isang simpleng halimbawa ng sambahayan ng isang heat pump ay isang refrigerator: upang palamig ang mga pamilihan ay nagbobomba ito ng init mula sa loob hanggang sa labas. Ang paggamit ng mga heat pump ay mas nababaluktot kaysa sa paggamit ng maingat na ginawang mga materyales, sabi ni Guevara. Halimbawa, ang mga mananaliksik ay maaaring gumawa ng isang bagay o pinagmulan bilang isang ganap na naiibang bagay o pinagmulan. "Kaya kahit na mula sa pananaw ng mga thermal measurements," sabi ni Guevara, "maaari nilang gawin ang isang mansanas na lumitaw bilang isang orange."
Isinagawa ng mga mananaliksik ang gawaing matematika na kailangan upang ipakita na, sa pamamagitan ng isang singsing ng mga heat pump sa paligid ng isang bagay, posible na thermally itago ang isang bagay o gayahin ang heat signature ng ibang bagay.
Ang gawain ay nananatiling teoretikal, sabi ni Guevara, at ang mga simulation ay nagpapalagay ng isang "probing" point na pinagmumulan ng init na magpapakita o yumuko sa paligid ng bagay - ang thermal na katumbas ng isang flashlight sa isang madilim na silid.
Ang temperatura ng pinagmumulan ng pagsisiyasat ay dapat na malaman nang maaga, isang kakulangan ng trabaho. Gayunpaman, ang diskarte ay abot-kamay ng kasalukuyang teknolohiya sa pamamagitan ng paggamit ng maliliit na heat pump na tinatawag na Peltier elements na nagdadala ng init sa pamamagitan ng pagpasa ng electrical current sa isang metal-metal junction. Ang mga elemento ng Peltier ay malawakang ginagamit sa mga aplikasyon ng consumer at pang-industriya.
Iniisip ng mga mananaliksik na ang kanilang trabaho ay maaaring magamit upang tumpak na makontrol ang temperatura ng isang bagay sa espasyo at oras, na may mga aplikasyon sa pagprotekta sa mga electronic circuit. Ang mga resulta, sabi ng mga mananaliksik, ay maaari ding ilapat sa tumpak na paghahatid ng gamot, dahil ang matematika ng paglipat ng init at pagsasabog ay katulad ng sa paglipat at pagsasabog ng mga gamot. At, idinagdag nila, ang matematika kung paano kumikilos ang liwanag sa nagkakalat na media tulad ng fog ay maaaring humantong sa mga aplikasyon sa visual cloaking din.
Sanggunian: “Active thermal cloaking and mimicking” ni Maxence Cassier, Trent DeGiovanni, Sébastien Guenneau at Fernando Guevara Vasquez, 12 Mayo 2021, Mga Proceeding ng Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.
DOI: 10.1098/rspa.2020.0941
Bilang karagdagan kina Guevara at DeGiovanni, Maxence Cassier, CNRS Researcher sa Fresnel Institute sa Marseille, France at Sébastien Guenneau, CNRS researcher, UMI 2004 Abraham de Moivre-CNRS, Imperial College London, London, UK co-authored ng pag-aaral.
