metamaterial-cloaking

Apa ini?

🎯 Tips Simulator

📚 Glosarium

Metamaterial

Material komposit yang direkayasa secara artifisial yang sifat elektromagnetiknya ditentukan oleh struktur fisiknya, bukan komposisi kimianya, sehingga memungkinkan terjadinya perilaku yang tidak mungkin terjadi pada material alami.

Negative Refraction

Sebuah fenomena di mana gelombang elektromagnetik membelok ke arah yang berlawanan dengan refraksi normal, pertama kali diteorikan oleh Victor Veselago pada tahun 1967 dan memerlukan permitivitas dan permeabilitas negatif secara simultan.

Transformation Optics

Kerangka matematika yang memetakan lintasan cahaya yang diinginkan ke sifat material yang diperlukan untuk mencapainya, memperlakukan pembengkokan cahaya sebagai transformasi koordinat ruang.

Cloaking

Proses menjadikan suatu objek tidak terdeteksi dengan mengarahkan gelombang elektromagnetik ke sekitarnya tanpa menghamburkan atau menimbulkan bayangan, sehingga menjadikan objek tersebut secara efektif tidak terlihat.

Split-Ring Resonator

Bahan penyusun utama metamaterial: sepasang cincin logam konsentris berbentuk C yang menciptakan respons magnetis terhadap gelombang elektromagnetik pada frekuensi tertentu.

Permittivity

Kemampuan suatu material untuk menyimpan energi listrik dalam medan listrik; metamaterial dapat mencapai permitivitas negatif, memungkinkan kontrol luar biasa atas perambatan gelombang elektromagnetik.

Permeability

Respon suatu material terhadap medan magnet; mencapai permeabilitas negatif bersamaan dengan permitivitas negatif menciptakan material kidal yang dibutuhkan untuk penyelubungan.

Carpet Cloak

Jenis jubah yang menyembunyikan objek pada permukaan datar dengan membuatnya tampak sebagai bagian dari bidang tanah datar, lebih mudah dibuat dibandingkan jubah 3D penuh.

Mantle Cloak

Permukaan metamaterial tipis dan fleksibel yang menghilangkan hamburan elektromagnetik dari suatu benda, didemonstrasikan di UT Austin pada tahun 2012.

Broadband Cloaking

Tantangan untuk membuat jubah bekerja pada rentang frekuensi yang luas secara bersamaan, merupakan masalah besar yang belum terpecahkan karena metamaterial pada dasarnya bersifat pita sempit.

Acoustic Cloaking

Memperluas prinsip penyelubungan ke gelombang suara, memungkinkan objek disembunyikan dari sonar atau dilindungi dari energi akustik.

Superlens

Lensa metamaterial yang dapat menyelesaikan detail lebih kecil dari panjang gelombang cahaya, melanggar batas difraksi klasik yang diusulkan oleh Pendry pada tahun 2000.

Scattering Cross-Section

Ukuran seberapa besar suatu benda membelokkan atau menghamburkan gelombang yang datang; penyelubungan sempurna mengurangi ini menjadi nol.

🏆 Tokoh Utama

Sir John Pendry (1996-2006)

Mengusulkan desain metamaterial praktis pada tahun 1990an dan ikut menulis makalah Sains dasar tahun 2006 tentang optik transformasi untuk penyelubungan elektromagnetik

David R. Smith (2000-2006)

Membuat metamaterial indeks negatif pertama (2000, UC San Diego) dan memimpin tim yang mendemonstrasikan jubah tembus pandang pertama yang berfungsi untuk gelombang mikro (2006, Duke University)

Ulf Leonhardt (2006)

Menerbitkan secara independen pendekatan pemetaan konformal optik untuk penyelubungan di Science (2006), melengkapi metode optik transformasi Pendry

Victor Veselago (1967)

Fisikawan Rusia yang pertama kali membuat teori material dengan permitivitas dan permeabilitas negatif secara bersamaan pada tahun 1967, meletakkan landasan konseptual 30 tahun sebelum realisasi eksperimen

David Schurig (2006)

Merancang dan membangun jubah elektromagnetik eksperimental pertama di Duke University sebagai peneliti pascadoktoral bersama Smith dan Pendry

Andrea Alu (2012)

Mengembangkan teknik penyelubungan plasmonik dan mantel di UT Austin, mendemonstrasikan jubah tipis fleksibel yang menghilangkan hamburan elektromagnetik

Steve Cummer (2006)

Melakukan simulasi elektromagnetik gelombang penuh pertama yang mengkonfirmasi teori penyelubungan di Duke University, juga memelopori metamaterial akustik

🎓 Sumber Belajar

Controlling Electromagnetic Fields
Makalah Sains dasar tahun 2006 yang menetapkan teori optik transformasi untuk penyelubungan
Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies
Makalah Sains tahun 2006 mendemonstrasikan jubah tembus pandang pertama yang berfungsi
Duke University - Beyond Materials
Kisah komprehensif Duke tentang penelitian metamaterial dari Smith dan Pendry
MIT Technology Review - Cloaking Breakthrough
Ikhtisar yang dapat diakses tentang cara kerja penyelubungan metamaterial dan potensinya

💬 Pesan untuk Pelajar

Penyelubungan metamaterial menunjukkan kepada kita bahwa batas antara fiksi ilmiah dan fakta ilmiah lebih tipis dari yang kita kira. Ketika Pendry dan Smith pertama kali mengusulkan pembelokan cahaya di sekitar objek, banyak fisikawan yang skeptis. Namun dalam beberapa bulan, mereka memiliki prototipe yang berfungsi. Pelajarannya? Hukum alam tidak mencegah ketidaktampakan -- hukum tersebut hanya mengharuskan kita cukup pintar untuk merekayasa struktur yang tepat. Apakah teknologi ini menghasilkan pesawat tak terlihat radar, bangunan tahan gempa melalui penyelubungan seismik, atau pencitraan medis yang melampaui batas difraksi, semuanya dimulai dengan memahami bagaimana gelombang berinteraksi dengan materi.