Seif
29-05-06, 12:20
Onzichtbaarheid / Kan perron 9¾ echt bestaan?
door Joep Engels
Zeg niet meteen nee, adviseren natuurkundigen deze week in het wetenschappelijk tijdschrift Science. Er hoeft geen hocus-pocus aan te pas te komen om het perron, waarvan Harry Potter ieder jaar met de trein naar Zweinstein vertrekt, onzichtbaar te maken. Ook Harry’s onzichtbaarheidsmantel of de verdwijnende ruimteschepen uit Star Trek zijn in theorie mogelijk.
Let wel, ze zijn bij Science niet gek geworden. Twee natuurkundige groepen rekenen in het laatste nummer voor hoe je de natuur – of beter gezegd: het licht – om de tuin kunt leiden. Daarbij maken ze gebruik van zogeheten metamateriaal. Dit is een nieuwe generatie materialen die hun eigenschappen niet zozeer te danken hebben aan hun chemische samenstelling, maar meer aan hun structuur. Wie de goede structuur kiest, kan licht, of andere elektromagnetische golven, op allerlei manieren manipuleren.
Dat gemanipuleer is op zich niets nieuws. We doen het dagelijks. Lenzen in een camera of bril buigen het licht af, metalen kooien beschermen gevoelige apparatuur tegen elektromagnetische straling en Amerikaanse Stealth-bommenwerpers zijn zo ontworpen dat de radarsignalen er geen vat op hebben.
In al die gevallen maken we er gebruik van dat licht ’haast’ heeft; het zoekt altijd de snelste weg door een medium. En dat hoeft niet per se een rechte lijn te zijn. Als het medium niet overal even dicht is, kan het een zigzagweggetje worden. Het licht probeert de trajecten door dichte delen van het medium zo kort mogelijk te maken, omdat het zich daar het stroperigst voortbeweegt. Vergelijk het met een hond die een stok uit het water moet halen en een afweging maakt tussen ’recht eropaf’ of een langere route waarbij hij zo min mogelijk hoeft te zwemmen.
Met dat gegeven zijn de wetenschappers aan de slag gegaan. Ze hebben een voorwerp genomen dat ze onzichtbaar willen maken en daar hebben ze een bolvormige schil omheen getekend. Vervolgens hebben ze zich afgevraagd van welke metamaterialen ze die schil zouden moeten maken om ervoor te zorgen dat een lichtbundel door die schil heen vloeit en zich bij het verlaten ervan weer hergroepeert alsof er niets in de weg heeft gelegen.
Dat lukte. Ze konden bewijzen dat bij slimme keuzes van het materiaal het licht om het te verbergen voorwerp heenging – en een toeschouwer de achtergrond zag alsof er niets in de weg lag. Het licht deed wel vreemd, maar hield zich aan de wetten van Maxwell en Einstein. Bovendien hebben andere wetenschappers aan Science laten weten dat dergelijke metamaterialen weliswaar nog niet bestaan maar in principe te maken zijn.
Er zijn nog een paar probleempjes. De onzichtbaarheid werkt maar bij één golflengte en niet bij alle kleuren van de regenboog tegelijk. Daarnaast is het voorwerp niet vanuit alle kijkrichtingen onzichtbaar.
En Harry Potter zal zo’n metamantel niks vinden. Hij wordt er wel onzichtbaar van, maar er komt ook geen licht binnen. Harry ziet dus zelf ook niks.
Bron: Trouw (http://www.trouw.nl/degids/gidsartikelen/article332974.ece/Onzichtbaarheid_Kan_perron_9frac34_echt_bestaan)
door Joep Engels
Zeg niet meteen nee, adviseren natuurkundigen deze week in het wetenschappelijk tijdschrift Science. Er hoeft geen hocus-pocus aan te pas te komen om het perron, waarvan Harry Potter ieder jaar met de trein naar Zweinstein vertrekt, onzichtbaar te maken. Ook Harry’s onzichtbaarheidsmantel of de verdwijnende ruimteschepen uit Star Trek zijn in theorie mogelijk.
Let wel, ze zijn bij Science niet gek geworden. Twee natuurkundige groepen rekenen in het laatste nummer voor hoe je de natuur – of beter gezegd: het licht – om de tuin kunt leiden. Daarbij maken ze gebruik van zogeheten metamateriaal. Dit is een nieuwe generatie materialen die hun eigenschappen niet zozeer te danken hebben aan hun chemische samenstelling, maar meer aan hun structuur. Wie de goede structuur kiest, kan licht, of andere elektromagnetische golven, op allerlei manieren manipuleren.
Dat gemanipuleer is op zich niets nieuws. We doen het dagelijks. Lenzen in een camera of bril buigen het licht af, metalen kooien beschermen gevoelige apparatuur tegen elektromagnetische straling en Amerikaanse Stealth-bommenwerpers zijn zo ontworpen dat de radarsignalen er geen vat op hebben.
In al die gevallen maken we er gebruik van dat licht ’haast’ heeft; het zoekt altijd de snelste weg door een medium. En dat hoeft niet per se een rechte lijn te zijn. Als het medium niet overal even dicht is, kan het een zigzagweggetje worden. Het licht probeert de trajecten door dichte delen van het medium zo kort mogelijk te maken, omdat het zich daar het stroperigst voortbeweegt. Vergelijk het met een hond die een stok uit het water moet halen en een afweging maakt tussen ’recht eropaf’ of een langere route waarbij hij zo min mogelijk hoeft te zwemmen.
Met dat gegeven zijn de wetenschappers aan de slag gegaan. Ze hebben een voorwerp genomen dat ze onzichtbaar willen maken en daar hebben ze een bolvormige schil omheen getekend. Vervolgens hebben ze zich afgevraagd van welke metamaterialen ze die schil zouden moeten maken om ervoor te zorgen dat een lichtbundel door die schil heen vloeit en zich bij het verlaten ervan weer hergroepeert alsof er niets in de weg heeft gelegen.
Dat lukte. Ze konden bewijzen dat bij slimme keuzes van het materiaal het licht om het te verbergen voorwerp heenging – en een toeschouwer de achtergrond zag alsof er niets in de weg lag. Het licht deed wel vreemd, maar hield zich aan de wetten van Maxwell en Einstein. Bovendien hebben andere wetenschappers aan Science laten weten dat dergelijke metamaterialen weliswaar nog niet bestaan maar in principe te maken zijn.
Er zijn nog een paar probleempjes. De onzichtbaarheid werkt maar bij één golflengte en niet bij alle kleuren van de regenboog tegelijk. Daarnaast is het voorwerp niet vanuit alle kijkrichtingen onzichtbaar.
En Harry Potter zal zo’n metamantel niks vinden. Hij wordt er wel onzichtbaar van, maar er komt ook geen licht binnen. Harry ziet dus zelf ook niks.
Bron: Trouw (http://www.trouw.nl/degids/gidsartikelen/article332974.ece/Onzichtbaarheid_Kan_perron_9frac34_echt_bestaan)