เสื้อคลุมล่องหน"สมบูรณ์แบบ" ทำได้แล้ว!

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กเลย์ สหรัฐอเมริกา นำโดย จาง เสียง ผู้อำนวยการสำนักวัสดุศาสตร์ของห้องปฏิบัติการ เชื่อว่าสามารถคิดค้นต้นแบบของ "เสื้อคลุมล่องหน" ที่สามารถทำงานได้สมบูรณ์แบบได้แล้ว โดยอาศัยเทคนิคระดับนาโน ในการควบคุมการสะท้อนของแสงให้เป็นไปตามความต้องการ

เครดิตภาพ - Xiang Zhang group, Berkley Lab/UC Berkly

รายงานผลการค้นคว้าวิจัยดังกล่าวนำเสนอไว้ในวารสารทางวิชาการไซน์ซเมื่อวันที่17กันยายนที่ผ่านมาพัฒนาแผ่นฟิล์มบางๆที่สร้างจากชั้นของแม็กนีเซียมฟลูออไรด์ที่มีความบางขนาด50 นาโนเมตร ปิดทับด้วยแผ่นทองคำรูปร่างเหมือนก้อนอิฐที่มีขนาดแตกต่างกันจำนวนมาก แต่ละแผ่นมีความหนาเพียง 30 นาโนเมตร ซึ่งบางมากหากเปรียบเทียบกับขนาดความหนาของเส้นผมของคนเราโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 100,000 นาโนเมตร หรือมีความหนาเท่ากับ 0.0005 และ 0.0003 ของเส้นผมคนเราเท่านั้นเอง

แผ่นทองคำดังกล่าวจะมีขนาดแตกต่างกันอยู่ 6 ขนาด คือจะมีความยาวระหว่าง 30-220 นาโนเมตร และมีความกว้างตั้งแต่ 90 จนถึง 175 นาโนเมตร เมื่อปิดทับด้วยชั้นของแผ่นฟิล์มแม็กนีเซียมฟลูออไรด์อีกครั้งหนึ่งนั้น แผ่นวัสดุต้นแบบสำหรับใช้ในการล่องหนนี้จะมีความกว้างเพียง 36 ไมครอน หรือเกินกว่า 1 ส่วนใน 1,000 ส่วนของนิ้วเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

เมื่อทดลองฉายแสงที่มีความยาวคลื่น 730 นาโนเมตร หรือแสงที่มีย่านความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรด พบว่าวัสดุดังกล่าวสะท้อนแสงได้สมบูรณ์แบบ แสงสะท้อนกลับออกมาเหมือนปกติ แต่ไม่เปิดเผยตัววัสดุทั้งหมดให้เห็นแต่อย่างใด

ทีมค้นคว้าวิจัยอธิบายว่าตัววัสดุดังกล่าว "ล่องหน" ได้เนื่องจากแผ่นทองคำทำหน้าที่เป็นเหมือนเสาอากาศสำหรับการควบคุมการกระจายของแสงที่ตกกระทบแล้วสะท้อนกลับออกมาได้สมบูรณ์เหมือนแสงที่ตกกระทบทั้งในแง่ของความถี่ของคลื่นแสงและมุมตกกระทบหรือเฟสของแสงดังกล่าวซึ่งแตกต่างจากการสะท้อนแสงของวัสดุทั่วไปที่จะมีการสะท้อนกลับแบบกระจายตัวอย่างน้อยก็จะเกิดการกระจายเล็กน้อยซึ่งส่งผลให้เราเห็นวัตถุนั้นๆในขณะที่การดูดซับความยาวคลื่นบางส่วนออกไปทำให้เรามองเห็นสีของวัตถุดังกล่าวนั้น

แต่ในกรณีของวัสดุต้นแบบสำหรับการทำเสื้อล่องหนแสงที่ทำมุมตกกระทบ180องศาจะถูกทำให้สะท้อนกลับออกมาในมุม180องศาและด้วยความยาวคลื่นแสงเดียวกัน หรือทำให้ตาของเรามองไม่เห็นนั่นเอง

เนื่องจากวัสดุล่องหนดังกล่าวนี้มีความบางเป็นพิเศษ เมื่อนำไปคลุมวัตถุหนึ่งๆ แล้วปรับแต่งแผ่นทองคำให้สะท้อนแสงออกมาอย่างที่เราต้องการก็จะทำให้วัตถุดังกล่าว "ล่องหน" ตามไปด้วยได้ เนื่องจากการปรับแต่งทำให้แสงที่สะท้อนออกจาก "ผ้าล่องหน" มีสภาพเดียวกับแสงที่สะท้อนออกจากกำแพง ตาของเราจึงเห็นเป็นกำแพงแทนที่จะเห็นผ้าและวัตถุที่ผ้าดังกล่าวคลุมอยู่

ศาสตราจารย์จาง เสียง ยืนยันว่า โดยหลักการแล้วถ้าหากสามารถสร้างผ้าล่องหนดังกล่าวให้มีขนาดใหญ่พอ ก็สามารถนำไปคลุม "รถถัง" แล้วทำให้มันมองแล้วเหมือน "รถจักรยาน" ได้เลย

จุดอ่อนของแนวความคิด "ผ้าคลุมล่องหน" ของศาสตราจารย์ จาง เสียง และทีมงานนี้มีอยู่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น ก็คือสิ่งที่ถูกคลุมด้วยผ้าล่องหน จะล่องหนได้ก็ต่อเมื่ออยู่ "นิ่งๆ"

เนื่องจากการปรับแต่งถูกทำให้เหมือนกับแบ๊กกราวด์ การเคลื่อนไหวจะทำให้ถูกมองเห็นความผิดปกติทันทีนั่นเอง