🔬

metamaterial-cloaking

🔬 جرب الآن

ما هذا؟

🎯 نصائح المحاكي

📚 المصطلحات

Metamaterial
مادة مركبة مصممة صناعيًا يتم تحديد خواصها الكهرومغناطيسية من خلال بنيتها الفيزيائية بدلاً من تركيبتها الكيميائية، مما يتيح سلوكيات مستحيلة في المواد الطبيعية.
Negative Refraction
ظاهرة تنحني فيها الموجات الكهرومغناطيسية في الاتجاه المعاكس للانكسار الطبيعي، وقد تم وضع نظرية لها لأول مرة بواسطة فيكتور فيسيلاغو في عام 1967 وتتطلب السماحية السلبية والنفاذية المتزامنة.
Transformation Optics
إطار رياضي يرسم مسارات الضوء المرغوبة على خصائص المواد اللازمة لتحقيقها، ويتعامل مع انحناء الضوء كتحويل إحداثي للفضاء.
Cloaking
عملية جعل جسم ما غير قابل للاكتشاف عن طريق توجيه الموجات الكهرومغناطيسية حوله دون تبعثر أو إلقاء ظل، مما يجعل الجسم غير مرئي بشكل فعال.
Split-Ring Resonator
لبنة أساسية في المواد الخارقة: زوج من الحلقات المعدنية متحدة المركز على شكل حرف C والتي تخلق استجابة مغناطيسية للموجات الكهرومغناطيسية بترددات محددة.
Permittivity
قدرة المادة على تخزين الطاقة الكهربائية في مجال كهربائي؛ يمكن للمواد الخارقة تحقيق السماحية السلبية، مما يتيح التحكم غير العادي في انتشار الموجات الكهرومغناطيسية.
Permeability
استجابة المادة للمجال المغناطيسي؛ إن تحقيق النفاذية السلبية في وقت واحد مع السماحية السلبية يخلق المواد اليسرى اللازمة للإخفاء.
Carpet Cloak
نوع من العباءات التي تخفي الأشياء على سطح مستوٍ من خلال جعلها تظهر كجزء من مستوى الأرض المسطحة، وهي أسهل في التصنيع من العباءات ثلاثية الأبعاد الكاملة.
Mantle Cloak
سطح رقيق ومرن من مادة خارقة يلغي التشتت الكهرومغناطيسي من جسم ما، تم عرضه في جامعة تكساس في أوستن في عام 2012.
Broadband Cloaking
التحدي المتمثل في جعل العباءة تعمل عبر نطاق واسع من الترددات في وقت واحد، وهي مشكلة كبيرة لم يتم حلها نظرًا لأن المواد الخارقة هي بطبيعتها ضيقة النطاق.
Acoustic Cloaking
توسيع مبادئ إخفاء الهوية لتشمل الموجات الصوتية، مما يتيح إخفاء الأشياء عن السونار أو حمايتها من الطاقة الصوتية.
Superlens
عدسة من مادة خارقة يمكنها تحليل تفاصيل أصغر من الطول الموجي للضوء، وكسر حد الحيود الكلاسيكي الذي اقترحه بندري في عام 2000.
Scattering Cross-Section
مقياس لمدى انحراف أو تشتيت جسم ما للموجات الواردة؛ إخفاء الهوية المثالي يقلل هذا إلى الصفر.

🏆 شخصيات رئيسية

Sir John Pendry (1996-2006)

تصميمات عملية مقترحة للمواد الخارقة في التسعينيات وشاركت في تأليف الورقة العلمية التأسيسية لعام 2006 حول بصريات التحويل للإخفاء الكهرومغناطيسي

David R. Smith (2000-2006)

قام ببناء أول مادة خارقة ذات مؤشر سلبي (2000، جامعة كاليفورنيا في سان دييغو) وقاد الفريق الذي أظهر أول عباءة إخفاء فعالة لأفران الميكروويف (2006، جامعة ديوك)

Ulf Leonhardt (2006)

نشر بشكل مستقل نهج رسم الخرائط المطابق البصري للإخفاء في العلوم (2006)، مكملاً لطريقة تحويل البصريات الخاصة ببندري

Victor Veselago (1967)

عالم فيزياء روسي أول من وضع نظرية للمواد ذات السماحية والنفاذية السلبية في وقت واحد في عام 1967، ووضع الأساس المفاهيمي قبل 30 عامًا من التنفيذ التجريبي

David Schurig (2006)

صمم وبنى أول عباءة كهرومغناطيسية تجريبية في جامعة ديوك كباحث ما بعد الدكتوراه مع سميث وبندري

Andrea Alu (2012)

تم تطوير تقنيات إخفاء الهوية البلازمونية والعباءة في جامعة تكساس في أوستن، مما يدل على عباءات رقيقة ومرنة تلغي التشتت الكهرومغناطيسي

Steve Cummer (2006)

أجرى أول عمليات محاكاة كهرومغناطيسية كاملة الموجة تؤكد نظرية إخفاء الهوية في جامعة ديوك، وكان أيضًا رائدًا في المواد الصوتية الخارقة

🎓 مصادر التعلم

💬 رسالة للمتعلمين

يُظهر لنا إخفاء المواد الخارقة أن الحدود بين الخيال العلمي والحقيقة العلمية أرق مما نعتقد. عندما اقترح بندري وسميث لأول مرة انحناء الضوء حول الأجسام، كان العديد من الفيزيائيين متشككين. ومع ذلك، وفي غضون أشهر، كان لديهم نموذج أولي عملي. الدرس؟ قوانين الطبيعة لا تمنع الاختفاء، بل تتطلب منا فقط أن نكون أذكياء بما يكفي لهندسة الهياكل الصحيحة. سواء كانت هذه التكنولوجيا تؤدي إلى طائرات غير مرئية بالرادار، أو مباني مقاومة للزلازل من خلال إخفاء الزلازل، أو تصوير طبي يتجاوز حد الحيود، فإن كل ذلك يبدأ بفهم كيفية تفاعل الموجات مع المادة.

ابدأ الآن

مجاني، بدون تسجيل

ابدأ الآن →