1. XenForo 1.5.14 中文版——支持中文搜索!现已发布!查看详情
  2. Xenforo 爱好者讨论群:215909318 XenForo专区

我和同伴实现了三维磁场隐身,是我,真的就是我

本帖由 漂亮的石头2015-11-28 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

    注册:
    2012-02-10
    帖子:
    487,766
    赞:
    47
    如何评价最近发表在《Nature Communications》上的三维磁隐身成果?


    Three-dimensional magnetic cloak working from d.c. to 250[thinsp]kHz : Nature Communications : Nature Publishing Group

    「超材料」与变换光学的一个问题是看上去很美原理也不是特别复杂,然而制造和应用都相当困难(例如这个磁屏蔽装置要求 77K 的 YBCO 钇钡铜氧超导材料),该组及国际上的许多组 (J.B Pendry, D.R Smith) 之前也做过一些列的基于变换光学的在特定波段的「光学隐身」或者「超材料」的工作。请问一下这次的工作与之前的有何不同?(宽频?EM→M?) 可能会对该领域产生什么影响?意义是什么?有可能会有哪些潜在应用?

    [​IMG] 风轻飏,耳机半发烧友 橙衣死忠 许巍脑残粉

    意义:这应该是第一个三维磁性隐身的结构。对磁场进行类似变换光学的整形。

    频率:从静态场到 250kHz,完全覆盖了商用常用的检测频率范围。你可以去淘宝买一个视频里的金属探测器,跟机场高铁站安检所用的一样,百把块钱,通常它们的工作频率都是在 20-25kHz 左右的

    潜在应用:目前只能说在液氮条件下做一个这样的演示实验,而且具有方向性,受限于 YBCO 的材料特性(晶轴方向)。具体应用要取决于超导材料的发展了,如果有一天出现了室温超导,很多硬件都会出现颠覆性的突破。

    当时我们录好视频,导师还问:这个东西是不是反人类?别人会认为危害公共安全的。

    而事实上,这个条件相当苛刻,目前还不足以对公共安全造成影响……

    利益相关:本文第一作者,实验的主要完成者之一。(你引用的新闻里我的名字打错了一个字,不过也无所谓,反正系网上我的名字也是错的……)

    [​IMG] 知乎用户,专注电磁前沿,酷爱英伦摇滚

    故事发生在 2006 年,那年英国帝国理工的 pendry 教授提出了一种光学空间变换的方法,具体来说就是利用麦克斯韦方程的空间不变性。利用这种方法,他提出了一种全新的器件——隐身衣,就是在球体中挖一个洞,那么洞里面就可以隐藏东西了。

    [​IMG]

    在这个光学变换提出之前,超材料的概念也被 pendry 在 1998 年提出来,这一个是方法,一个是实现方式。所以,光学变换方法提出之后,引起了巨大的轰动,大家都开始研究这种方法潜在的应用。

    微波段隐身衣首先被实现,这是第一次真正意义的隐身衣。

    [​IMG]

    紧接着是光频段的和太赫兹的隐身衣被实验实现。人们开始思考,这种光学变换的方法能使用在零频率的情况吗?因为这种情况很特殊,电场和磁场完全去耦合,这个电磁波很不一样。

    Pendry 等人这时候提出了静磁超材料,简单来说就是把铁氧体和超导体的层状结构看成是一种均匀的材料,这种材料的磁导率是各向异性的。他们认为,在静磁或者静电情况下,光学变换仍然是有效的,而且应该是更加简单,因为电场和磁场不耦合,在设计静磁隐身衣的时候可以完全不考虑介电常数,那么单单利用磁性材料和超导体就可以实现静磁场隐身衣。

    人们开始研究实现静磁隐身衣。一种思维是利用静磁场与电磁波的共性,所以可以直接利用光学变换得到参数设计并实现隐身衣,其特点是参数是非均匀且各向异性的。

    [​IMG]

    [​IMG]

    另一种思维是利用静磁场个性,因为它不同于其它电磁波,所以应该有其它的方法实现隐身衣。光学变换给人们提供了一种很好的思路。因为在实现基于光学变换的隐身衣的过程中,需要参数离散化,人们发现离散层数可以非常少。那么几层才是极限呢?两层怎么样?一层是超导体另一层是铁氧体?

    [​IMG]

    查看知乎原文
     
正在加载...