時間斗篷

時間斗篷

時間斗篷是由美國康奈爾大學物理學家小組研製,依靠對光的操縱來達到隱形效果,它可以讓物體在空間裡隱形進而製造出空白片段。操作方法先將光線傳遞速度減慢,繼而加快,從而在時間中創造空白,來完成隱形物體的效果。雖然時間斗篷的試驗很成功,但它將事物隱形的時間只能持續110納秒。其作用可以防止偷聽,因此有望改進光纖通訊的安全性,也可用於軍事、國土安全或者執法等領域。相關研究發表在2013年6月5日出版的《自然》雜誌上。

基本介紹

發明概述,原理,重大突破,科研方向,外媒描述,

發明概述

哈利—波特的神奇法術令很多人為之著迷,該科幻電影中的隱形斗篷,更是吸引了大批觀眾的眼球,這件神奇的隱形斗篷再也不是夢想。
時間斗篷
時間斗篷
美國康奈爾大學物理學家小組成功研製出全球首件“時間斗篷”,它可以讓物體在空間裡隱形進而製造出空白片段。

原理

從理論上說,盜竊可以利用時間斗篷技術偷偷潛入一座建築,神不知鬼不覺地偷走現金或者貴重物品,而後在監控攝像頭記錄下他們的影像前離開建築。
台北時間2013年6月8日訊息,美國科學家發明出所謂的”時間隱形斗篷“,能夠彎曲光線,在時間中製造空洞,進而達到讓時間隱形的效果。這項技術具有廣闊的套用前景,可讓通過光纖傳輸的機密信息實現循行,進而提高機密通信的安全性。
科學家發明的時間隱形裝置使用被稱之為“調節器”的裝置,能夠讓以通訊數據傳輸速度傳輸的連續事件流隱形,速度遠遠超過2012年公布的一個類似發明。自然《雜誌》報導稱,這種調節器能夠通過彎曲光線製造空洞。雖然和《星際迷航》和《哈利-波特》中的隱形斗篷仍相差甚遠,但這項技術仍有廣闊的套用前景,可用於保密通信。
17個月前,科學家對所謂的時間斗篷進行了描述。這種裝置能夠通過加速和減緩光束不同區域的方式讓單一事件隱形。不過,時間斗篷只能讓事件隱形0.00012秒,還很難套用於光學通信。印地安那州普渡大學的安德魯-維納和同事正在驗證一種基於塔波特效應的可選性方式。塔波特效應是指光線穿過光柵後會以不同方向行進。根據這些計算機學工程師的研究,這種方式能夠讓來自接收器的以通訊數據傳輸速度傳輸的光學數據隱形。
維納指出:“藉助於材料學取得的進步——擁有奇特特性的人造工程化媒介材料——神奇的隱形斗篷已經在科學研究領域占據一個突出位置。通過拓展這些想法,研究人員於最近描述了一種斗篷,能夠通過在探測光束中製造‘時間缺口’的方式讓事件瞬間隱形,時間缺口隨後封閉。在時間缺口內發生的任何互動作用都無法被探測到。不過,這種現象僅限於獨立事件,隱形的時間也非常短暫,無法用於光學通信。”
維納說:“我們正在驗證另一項用於時間斗篷的技術,能夠在通訊數據傳輸速率下操作。這項技術立基於塔波特效應,利用時間的自成像隱藏來自接收器的光學數據。在整條時間軸上,我們成功隱形了46%,以每秒12.7吉比特的速度隱藏偽隨機數據。讓真實世界的信息隱形的時間斗篷能夠在安全通訊方面發揮重要作用。”
維納表示:“基於我們研究成果的未來時間斗篷具有大幅改進的可能性,無論是在操作的頻寬還是隱形時間方面。接近100%的極限需要使用大量調節器,這會降低時間斗篷的實用性。不過,這種可能性能夠在未來成為現實,這是任何事情都無法阻止的。從一個更基本的角度上說,我們的實驗證明塔波特效應可用於實現隱形。”

重大突破

據悉,物理學家研究小組將一束光線成功穿越了兩個“時間透鏡”,隨之“時間透鏡”在光束再次展開前,將它減慢並壓縮。這就在“時間”中造成了一個缺口,而處於該缺口處的任何一件事物,都會因此而被隱形,用肉眼完全看不到,與消失無差別。通常,隱形斗篷都是利用扭曲光束中的光子來將物體隱形,而這件“時間斗篷”是依靠對光的操縱來達到隱形效果。兩者的最大不同就是對光線的彎曲,在“時間斗篷”的操縱中,並沒有對光線進行彎曲,而是先將光線傳遞速度減慢,繼而加快,從而在“時間”中創造空白,來完成隱形物體的效果。但在“斗篷”後面進行的完全不同的事物,卻會被觀看者清清楚楚的看到。
時間斗篷
時間斗篷
雖然,“時間斗篷”的試驗很成功,但它將事物隱形的時間卻非常短,只能持續110納秒,而物理學家最好的持續記錄也只維持了120納秒的時間。即便如此,該“時間斗篷”依然被看做是科學上的一次重大突破,同時也被稱為“科幻發明第一代”。

科研方向

儘管取得這一研究突破,但科學家距離實現1秒或者更長時間的隱形仍相距甚遠。時間斗篷通過操縱時空中的電磁輻射實現隱形,讓從遠處觀察的人無法看到事件的發生。
研製出這種時間斗篷需要科學家在超材料方面取得進步,利用超材料讓光線以非正常的方式移動。根據當前的研究發現,這種技術具有可行性。科學家正在尋找延長隱形時間的方式,時間斗篷能夠提高數據傳輸的安全性,原因就在於能夠分割光學信號,讓它們以不同的速度傳輸,而後再重新拼和在一起。這種傳輸方式無疑提高了截獲和破譯數據的難度。
此外,時間斗篷技術還允許信息插入連續的數據流,同時又不破壞數據流。例如,使用iPad傳輸視頻的人可以利用時間斗篷技術形成一個時間缺口,允許他們在不破壞視頻的情況下下載另一個檔案。據科學家估計,如果形成一個8分鐘的時間缺口,科學家需要製造一個規模相當於太空系的時間斗篷。此外,這項技術也可能被恐怖分子利用,在不被人發現的情況下竊取敏感信息。

外媒描述

據“科技新時代”科學網站上描述,“隱形”的過程就像是高速公路上向前飛速開過的車流。因為若想要創造出空間與高速公路交叉的感覺,就必須要加快車流的速度。同樣,如果在高速公路的某一點減慢車流的速度,在其他車流都快速加速的環境下,就會在兩者之間創造出交通車流的空白區間,在此空白區間的任何事物均會被隱形。
對於現實生活中的科學界來說,隱形斗篷的研製一直都是一個夢想,但它在科幻小說和科幻電影中卻是典型的“常見道具”,特別當哈利—波特穿上隱形斗篷後,很多哈里—波特的冬粉都幻想能擁有一件如此神奇的斗篷。不僅隱形斗篷受到廣大科幻電影導演的喜愛,可以“隱身”的任何元素都能凸顯出科幻電影的魅力,例如在科幻電影《星際迷航》中出現的宇宙飛船,其上邊同樣也安裝了可以使飛船在敵人面前“消失”的隱形裝置。

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