Mαγικά και αόρατα!

Ακούγεται μαγικό: τοίχοι, κουρτίνες, ρούχα, ακόμα και άνθρωποι μπορούν να
γίνουν αόρατα, αρκεί να πέσει πάνω τους μια ειδική ακτίνα φωτός. Φανταστείτε
τις πιθανές εφαρμογές: οι διασώστες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν την ακτίνα
για να εντοπίσουν ζωντανούς στα ερείπια έπειτα από σεισμό, ενώ οι γιατροί θα
έβλεπαν τη ζημιά στο εσωτερικό των πνευμόνων, αφού «εξαφανίσουν» το δέρμα, τον
μυϊκό ιστό και τα πλευρά του ασθενούς.

Μπορεί να θυμίζει κάτι που θα ταίριαζε περισσότερο στις σελίδες του «Χάρι
Πότερ» ή τα κόλπα του Ντέιβιντ Κόπερφιλντ, αλλά στην πραγματικότητα είναι το
αποτέλεσμα ενός επιτυχημένου πειράματος σε επιστημονικό εργαστήριο. H μαγεία
κι η επιστήμη, άλλωστε, έχουν τις ρίζες τους σε μια ακατανίκητη παρόρμηση να
καταλάβουμε τον κόσμο, ώστε να τον χειριστούμε όπως θέλουμε.

Κβαντική φυσική. Ο καθηγητής Κρις Φίλιπς, μάγος της κβαντικής φυσικής
στο Imperial College του Λονδίνου, μαζί με τον συνάδελφό του δρ Μαρκ Φρόγκλι
είναι σίγουροι πως μπορούν να κάνουν ένα αντικείμενο αόρατο. Έστω κι αν προς
το παρόν οι δυνατότητές τους είναι περιορισμένες, δηλαδή το αντικείμενο πρέπει
να έχει μέγεθος κλάσματος ενός τετραγωνικού χιλιοστού και η εξαφάνιση
διαρκέσει πολύ – μα πολύ – λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Είναι όμως μία αρχή
σημαντική.

Τα αντικείμενα είναι ορατά γύρω μας χάρη στον τρόπο που τα άτομα από τα οποία
αποτελούνται αλληλεπιδρούν με μια ακτίνα φωτός. Όταν η ακτίνα, ένα
ηλεκτρομαγνητικό κύμα, πέφτει πάνω σ’ ένα άτομο της σελίδας της εφημερίδας, τα
ηλεκτρόνια του ατόμου απορροφούν την ενέργεια του κύματος. Για να γίνει αόρατη
η σελίδα, οι επιστήμονες πρέπει να καταφέρουν να μην απορροφηθεί το φως από τα
ηλεκτρόνια.

Ιδανικό άτομο. Οι δύο Άγγλοι ειδικοί, μαζί με συναδέλφους τους από το
Πανεπιστήμιο του Νουσατέλ, δημιούργησαν ένα ιδανικό άτομο: έναν ειδικό
κρύσταλλο πάχους ελάχιστων δισεκατομμυριοστών του μέτρου. Με αυτό τον τρόπο
επιβεβαίωσαν μία πάγια θεωρία της κβαντικής μηχανικής, που αναφέρει ότι το
ηλεκτρόνιο δεν θα απορροφήσει ένα μόριο ακτίνας λέιζερ αν πέσει πάνω του την
ίδια στιγμή μία δεύτερη ακτίνα.

«Ρίχνοντας πάνω στα τεχνητά άτομα μία ισχυρή ακτίνα λέιζερ μάθαμε πώς να
ελέγχουμε την κίνηση των ηλεκτρονίων ώστε να μην απορροφούν το φως. Όταν
ανάβει το λέιζερ, οι κρύσταλλοι γίνονται στιγμιαία αόρατοι κι επιστρέφουν στην
αδιαφανή τους κατάσταση όταν το λέιζερ σβήσει», εξηγεί στην εφημερίδα «Daily
Telegraph» ο Κρις Φίλιπς.

Το μαγικό ραβδί. Για να γίνει αυτό απαιτείται ένα ιδανικό υλικό. Όμως,
οι επιστήμονες καταλαβαίνουν πως αν σχεδιάσουν με επιτυχία ένα μαγικό ραβδί
λέιζερ θα μπορούν να κάνουν τα πάντα αόρατα. «Μπορεί να μας οδηγήσει σε ένα
σωρό εφαρμογές. Φανταστείτε ένα λέιζερ που λειτουργεί σε συχνότητες τις οποίες
δεν μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι, που όταν αυτό φωτίσει το χέρι μας, θα
ανοίξει μια διάφανη τρύπα».

Και τότε θα οδηγηθούμε σε κάτι ακόμα σπουδαιότερο. «Αν κάνεις το χέρι μου
αόρατο και μπορώ να δω μέσα από αυτό το πρόσωπό σου, θα μπορούσα να το κάνω να
φαίνεται πολύ φωτεινό. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους στην
αποθήκευση και διαχείριση πληροφορίας με οπτικά μέσα».

Μεγέθη αδιανόητα. Οι επιστήμονες πολύ θα ήθελαν έναν «κβαντικό
υπολογιστή» με απίστευτη ισχύ, αν μπορούσαν φυσικά να τον κατασκευάσουν. «Ένας
κβαντικός υπολογιστής που αποτελείται από 1.000 νανοδομές σαν αυτές που
φτιάχνουμε στο εργαστήριο, θα μπορούσε να κάνει σε ένα δευτερόλεπτο όσους
υπολογισμούς κάνει ένας κανονικός υπολογιστής σε 20 δισεκατομμύρια χρόνια.
Είναι εξαιρετικά δύσκολο, αλλά αξίζει τον κόπο να προσπαθήσουμε».

Οι ερευνητές απλώς οραματίζονται τα αόρατα…

Ο δρ Μαρκ Φρόγκλι (αριστερά) και ο καθηγητής Κρις Φίλιπς έχουν αποδείξει πως το φως μπορεί να διαπεράσει ένα αδιαφανές υλικό εφ’ όσον είναι φωτισμένο ταυτόχρονα από δύο ειδικές ακτίνες λέιζερ. Έτσι, το υλικό γίνεται αόρατο

H ΟΜΑΔΑ των Φίλιπς και Φρόγκλι είναι μία από τις τέσσερις ομάδες που
κυνηγούν την εξαφάνιση της ύλης τα τελευταία δύο χρόνια. Βέβαια, όλες αυτές οι
θεωρίες έχουν τα μειονεκτήματά τους και η εφαρμογή τους στην πράξη φαίνεται
απίθανη. Όμως, οι ερευνητές δεν αποκλείουν τίποτα και οραματίζονται την ημέρα
που θα κατασκευάσουν τον αόρατο μανδύα του Χάρι Πότερ.

Τα «πλασμόνια». Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Φιλαδέλφειας
κατασκευάζουν «πλασμονικά καλύμματα», με τα οποία θα γίνονται αόρατα τα
αντικείμενα. Το πλασμόνιο είναι κύματα στην πυκνότητα των ηλεκτρονίων τα οποία
εμφανίζονται όταν τα ηλεκτρόνια μιας μεταλλικής επιφάνειας κινούνται
συντονισμένα. Με τη μέθοδο αυτή εμποδίζουν τη διάχυση του φωτός και το
αντικείμενο γίνεται τόσο μικρό που δεν φαίνεται.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η τεχνική θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην
κατασκευή αντιθαμβωτικών υλικών. Τα πλασμονικά καλύμματα θα μπορούσαν να
χρησιμοποιηθούν επίσης για την απόκρυψη δορυφόρων και διαστημοπλοίων από
αισθητήρες ή τηλεσκόπια που λειτουργούν σε μεγάλα μήκη κύματος.

«Μετα-υλικά». Άλλη μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Ντιουκ έχει βρει τον
τρόπο να εκμεταλλεύεται το φως χρησιμοποιώντας «μετα-υλικά», οι ιδιότητες των
οποίων προέρχονται από τη μικροσκοπική τους δομή παρά τη χημική τους σύνθεση.
Ο δικός τους αόρατος μανδύας θα είναι κατασκευασμένος από «μετα-υλικά» που
βασίζονται στο μέταλλο χάρη στην καταπληκτική τους ευαισθησία στο φως. Το
Πανεπιστήμιο του Τόκιο αναπτύσσει ένα αόρατο ύφασμα που καταγράφει τις εικόνες
πίσω από το αντικείμενο και τις προβάλλει σε μικροσκοπικές αντανακλαστικές
σφαίρες στην μπροστινή του όψη. Έτσι, το αντικείμενο μοιάζει να εξαφανίζεται.

Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης, Εύη Ελευθεριάδου