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转瞬即逝 第12期

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关于隐身技术,准确地说应该叫低可探测技术必将成为未来军事领域应用最广的技术之一,相信没有人对此持怀疑态度。隐身技术包括雷达隐身、红外隐身、磁隐身、可见光隐身等种种,其中最常用的是雷达隐身和红外隐身。不过在未来的战场条件下,单一的隐身技术已经无法满足“保己杀敌”的要求,需要的是多种隐身技术的综合性应用。

不久前,加拿大一家名为“超级隐身科技”的公司对外宣布其研制出了新型“量子隐身”伪装材料,这种材料能令光线弯曲,躲过人们的视线或是夜视镜,令穿戴者完全“消失”。

据该公司负责人介绍,美国军方、加拿大军方以及美国反恐组织已测试过这种材料,证实该材料不但具备很强的隐身能力,甚至可以让红外线和热成像技术失效。该公司的这个项目受到了美国以及加拿大军方的支持,所以尽管新材料在技术方面非常先进,但是由于项目过于机密而没有公开展示这种材料,只是展示了材料的隐身效果。

其实,这家加拿大公司的新材料能使光线弯曲,就是前苏联科学家最先提出的“负折射率材料”的概念。正如我们所知,由于光在空气中的传播速度最快,所以自然界中所有的材料都是正折射率材料。光从正折射率材料入射到具有正折射率材料的界面时,投射光线和折射光线分别位于界面法线两侧。而当光从具有正折射率的材料入射到具有负折射率材料的界面时,入射光线和折射光线处在于界面法线方向同一侧,也就是说,在这种材料中,光出现了扭曲的现象。光线转弯了,负折射率材料和隐藏在负折射率材料内的物体也就“隐身”了。

早在2000年的时候,美国杜克大学的一个研究小组就研制出了一种网格状材料,这种材料可以改变光的传播路线,从而使被该材料包裹的物体实现隐身。在此后的3年里,包括中国在内的世界上多个国家的科研人员都对戴维斯的研究成果进行了验证并确认。

2008年,美国普渡大学的材料学专家沙拉耶夫发表文章称其研制了一种负折射率超材料。沙拉耶夫认为,当微观结构的尺寸与光波的波长相当时,就能够表现出某些光学和电磁学上的特异性,所以他研制的材料结构比光波波长还小。在这种材料上,沙拉耶夫依靠一排从中心点开始沿轮辐方向向外辐射的微型针,将光的折射和扭曲减少到几乎为零,使得围绕着隐身衣的光线发生弯曲,从而实现了隐身。

但是,杜克大学和沙拉耶夫的研究都存在一个重要缺陷,即材料本身使光线发生弯曲,那躲入材料里的人也根本无法看到外界,这大大限制了它的实用性。此外,上述隐身材料还有一个缺陷,就是采用材料覆盖的物体隐身效果只能就一个方向而言,如果从另一侧看,仍能见到物体。而这种材料只有在微波频段才起隐身作用,无法运用于所有频段的光波,也是一个其推广和应用的瓶颈。

美国在积极研究负折射率材料的同时,还与2011年底研发出了一种新的超黑材料,这种材料能吸收几乎所有照射在其上的光,从而实现物体隐身。

除了着力与材料的开发之外,国外的科研人员还在积极寻找和验证新的隐身原理。2012年初,美国康奈尔大学的科学家通过加速或放慢光束的不同部分而研制出了一种隐身装置,可令一个事件彻底消失。尽管事件消失的时间非常短,但是由于之后光束将被复原,因此人们无法探查在这段极短的时间内发生了什么,也不存在任何有关该时间缺口的可重建信息。这项研究为未来发明完整的时空隐身装置迈出了重要一步,在军事领域具有很好的应用前景。

康奈尔大学使用的试验装置由光导纤维、双向透镜和透明障碍物组成,研究人员利用不同频率的光在介质中传播的速度存在差异这一特性,让其他事件发生在光传播的差异空间,使事件实现“隐身”。

具体来说,这一隐身方法就是基于加速探测光线的前端部分,并减慢光线的后端部分,能制造出控制良好的时间缺口,而探测光却不会因为“孔洞”内发生的事件而发生改变。据该项目科研团队表示,他们所展示的首个单向时间隐身装置,已经可以在超安全通信等领域发挥作用,如增加光纤系统的安全通信系数等。如果加密的信息能够被隐藏在一系列这种隐身装置中,将为它们的破译带来极大的困难。另一方面,如果这种隐藏的时间间隔能在控制下启动或关闭,也可被用于截获传输的数据,而不被记录下来。