Công nghệ 'tàng hình' vật thể rắn

Các nhà khoa học tìm ra cách biến những vật thể rắn trở thành vô hình thông qua để sóng ánh sáng truyền xuyên vật liệu mờ.

Mô phỏng ánh sáng truyền qua các hạt nano của lớp bột oxit kẽm. Ảnh: Allard Mosk/Matthias Kühmayer.

Giới nghiên cứu đã tìm cách phát triển công nghệ tàng hình suốt nhiều năm qua. Thông thường, họ cố gắng bẻ cong hoặc phân tán ánh sáng quanh vật thể, che khuất nó khỏi tầm nhìn. Tuy nhiên, phương pháp mới mang tính trực tiếp hơn. Bằng cách chiếu thẳng một loại ánh sáng đặc biệt qua vật thể, các nhà nghiên cứu khiến người nhìn cảm thấy giống như vật thể không có ở đó.

Lý do vật thể hữu hình là bởi sự tán xạ sóng ánh sáng, bật từ nguồn sáng lên đồ vật và sau đó truyền tới mắt người. Tuy nhiên, nghiên cứu của Đại học Công nghệ Vienne (TU Wien) và Đại học Utrecht có thể tính toán sự đa dạng của sóng ánh sáng xuyên qua vật thể. Không phải mọi sóng ánh sáng đều giống nhau. Mỗi mô hình sóng ánh sáng thay đổi và chệch hướng theo cách riêng khi truyền qua một môi trường bị xáo trộn, giáo sư Stefan Rotter ở Viện Vật lý Lý thuyết thuộc TU Wien giải thích.

Trong một thí nghiệm, giáo sư Rotter và giáo sư Allard Mosk ở Đại học Utrecht sử dụng một lớp bột oxit kẽm mờ với các hạt nano sắp xếp ngẫu nhiên và tính toán chính xác ánh sáng bị lớp bột phân tán như thế nào, cũng như quá trình phân tán sẽ ra sao nếu không có lớp bột ở đó.

Từ kết quả tính toán, nhóm nghiên cứu nhận thấy loại sóng ánh sáng được ghi lại bởi máy dò ở đầu bên kia của lớp bột có cùng mô hình với sóng ánh sáng truyền đi. Ngoài ra, về lý thuyết, số lượng sóng ánh sáng không bị hạn chế, có nghĩa dù khó tính toán, các nhà nghiên cứu vẫn có thể tìm ra.

Phương pháp mới có nhiều lợi ích to lớn đối với quá trình chụp ảnh trong y sinh. "Một khía cạnh khiến chúng tôi vô cùng hào hứng là thực tế trường ánh sáng sử dụng trong nghiên cứu không chỉ đặc biệt về mô hình đầu ra mà chúng tạo ra phía sau và cả bên trong vật thể", giáo sư Rotter cho biết.

Giáo sư Rotter chia sẻ, ông và đồng nghiệp vẫn cần nghiên cứu sâu hơn về công nghệ bởi các hệ thống sinh học có rất nhiều chuyển động như máu chảy khắp cơ thể nên rất khó tính toán mô hình cần thiết để ánh sáng truyền qua vật thể. Hiện nay, công nghệ có thể cho phép các nhà khoa học kiểm tra cấu trúc nhỏ như tế bào nhưng trong tương lai, nó có thể dùng cho nhiều ứng dụng phức tạp hơn. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Photonics hôm 8/4.

Thông tin biên tập: Xem tại đây

Từ khóa liên quan:

công nghệ tàng hình

hạt nano

biến vật thể rắn thành vô hình

tán xạ sóng ánh sáng