Láthatatlanság - Emelem a ködsipkám

Tudomány

Mostanáig csupán mesebeli lények (romulánok, predátorok, balszerencsés tudósok) privilégiuma volt a láthatatlanság. S lehet, hogy így lesz ezután is. Vagy mégsem?

Régi és újabb kori mesék, legendák állandó attribútuma a mesterségesen előidézhető láthatatlanság - s ki hinné, de komoly tudósok is kísérleteznek e területen. Az már kevésbé meglepő, hogy többnyire a hadsereg pénzén. A feladat természetesen nem egyszerű, s hogy megértsük a nehézségeket, előbb tudnunk kell, miért is látunk egy tárgyat, azaz mit jelent a láthatóság. Egy térbeli test vagy sík felület azért vehető szemügyre, mivel szórja, visszaveri, illetve elnyeli a rá eső fényt. Így vagy úgy, de kölcsönhatásba lép vele, s ennek látható nyoma marad, amely vizuális információ képében eljut a szemünkbe, majd az agyunkba. Létezik természetes, de minden esetben részleges láthatatlanság, amit persze sokkal inkább hívhatunk átláthatóságnak, transzparenciának: ennek hatékonyságáról meggyőződhettek azok, akik rontottak már fejjel/orral egy jól álcázott üvegfalnak. A láthatatlanság előidézésekor tehát arra kell törekednünk, hogy az elektromágneses sugárzás számunkra látható spektruma valahogy kikerülje (majdhogynem "körbefolyja") az eltüntetni kívánt tárgyat. E cél eléréséhez nagy segítséget jelenthetnek számunkra az úgynevezett metaanyagok, melyekkel már most is sikeres kísérletek zajlanak - ám még így is kétséges, hogy ezek jelenthetik-e a megoldást, már ha létezik ilyesmi egyáltalán.

center>Elvarratlan szál

A metaanyagokkal a kutatások még a múlt évtizedben kezdődtek el: a tudósok olyan mesterséges, több összetevőből álló, nanotechnológiai eljárásokkal "összepakolt" matériákat kerestek, amelyek megváltoztathatják a fény általunk ismert tulajdonságait. A dolog lényege, hogy a mesterséges anyagnak valamilyen szerkezeti okokból negatív törésmutatójúnak kell lennie (ilyen anyagok a természetben nem léteznek!), mivel az efféle konstrukciókba nem lép be a fény és nem is verődik vissza, hanem mintegy megkerüli a tárgyat. Hogy ezt elérjük, a speciális metaanyagot rendkívül vékony, akár atomnyi nagyságú rétegekből kell összerakni - olyan nagyságrendekben, amelyek már megfelelnek az eltéríteni kívánt sugárzás hullámhosszának. Az ilyen metaanyagok egyaránt tartalmaznak vezető (általában fémes) és szigetelő (például kerámiaszerű) anyagokat, s mindezeket periodikusan ismétlődő térbeli elrendezésben. A nehézséget éppen ez jelenti, hiszen a látható fény nagyon kis hullámhosszú (400 és 700 nm közötti), éppen ezért ilyen kicsiny elemekből álló, térbeli struktúrájú és a látható fényt eltérítő metaanyagokat egy évvel ezelőttig nem sikerült előállítani. A kutatók előbb nagyon vékony, szinte atomnyi vastagságú, szinte kétdimenziós (éppen ezért a gyakorlatban felhasználhatatlan) filmet hoztak létre, amivel sikerült ugyan manipulálni a látható fény útját, de minek. S próbálkoztak olyan térbeli struktúrákkal (metaanyaggyűrűkkel) is, amelyek a látható fénynél nagyobb hullámhosszú (például mikrohullámú) elektromágneses sugárzás szempontjából válhatnak láthatatlanná. A tavaly nyáron-ősszel kelt híradások szerint az efféle kutatásokban (a szintén sokat emlegetett Duke Egyetemmel együtt) élenjáró Berkeley egyik kutatócsoportja Xian Zhang vezetésével egyszerre két olyan nanostruktúrát is létrehozott, amelyek részben a közeli infravörös, részben a legnagyobb hullámhosszú látható fény, a vörös spektrumában is sikeresen terelik a fényt. Az egyik nanoszerkezetben felváltva ezüst- és magnézium-flourid-rétegeket helyeztek egymásra, majd az egészet halászháló-szerűen kilyuggatták - így elvileg megannyi vezető áramkör jött létre, amelyek piciny mágneses terei kölcsönhatásba lépnek a beérkező infravörös sugárzás mágneses összetevőjével, s ennek hatására a közeli infravörös tartományban az anyag törésmutatója negatív. A másik matéria lyukacsos alumínium-oxidban növesztett ezüst nanoszálakból áll, az egész fóliaszerű valami vastagsága pedig csak tizede egy papírlapénak, de ezzel együtt mégis térbeli objektumnak tekinthető - s ez már a látható vörös fényt is eltéríti! A kutatók szerint e szerkezetben lévő nanorostok pusztán a látható fény elektromos terével lépnek kölcsönhatásba, ezáltal a fellépő energiaveszteség is csökkenthető. Azt azonban mondanunk sem kell, hogy ennek a technológiának egyelőre még nehezen láthatók a gyakorlati alkalmazásai - pedig a metaanyagokat már sok potenciális felhasználó várja, s nem csak a tankhadosztályokat eltüntetni vágyó hadseregek. Az ilyen matériák ugyanis elméletileg csökkenthetik az interferenciából fakadó információveszteséget - mind a fénymikroszkópoknál, mind az antennáknál.

Halász, vadász

Az újabb fejlesztések mindenesetre lehetővé teszik, hogy a láthatatlanság klasszikus és modern formáit összevessük a modern tudomány eredményeivel. Kezdhetjük mindjárt a Wagner-rajongók által jól ismert, a címben is szereplő (Siegfried által Alberichtől elorzott) ködsipkával (eredetileg: Tarnkappe), amely egy jókora félrefordításnak köszönheti létét. A 'kappe' itt ugyanis nem sapka, hanem köpeny, s ilyen formájában jóval közelebb áll a láthatatlanná tévő, már a Harry Potterben is felhasznált varázsköpenyhez (s egyben vélhetőleg utal arra is, hogy a monda- és operabéli Nibelungok birtokolták a nanostruktúrákból összeálló makroméretű köpenyek titkát). A Star Trek elvetemült romulánjainak gravitációs elven alapuló fényeltérítése a mi léptékeink szintjén megvalósíthatatlannak tűnik (ehhez iszonyú erős gravitációs teret kéne gerjeszteni minden egyes űrcsatahajó körül), viszont annál szemléletesebb és életszerűbb a Predator-filmekben megteremtett láthatatlanság. Ekkor ugyanis nem tűnnek el teljesen a körvonalak, ráadásul kissé torzul is a mögöttes háttér - ennél többet aligha lehet majd elvárni egy feljavított metaanyagos köpenytől (vagy inkább páncéltól) sem.

Figyelmébe ajánljuk

Minden nap egy forradalom

A történelem nem ismétli magát, hanem rímel. Paul Thomas Anderson egy szinte anakronisztikusan posztmodern filmet rendezett; bár felismerjük őrült jelenünket, láz­álomszerűen mosódik össze a hatvanas évek baloldali radikalizmusa a nyolcvanas évek erjedt reaganizmusával és a kortárs trumpista fasisztoid giccsel.

Japán teaköltemény

A 19. század derekán, miután a Perry-expedíció négy, amerikai lobogókkal díszített „fekete hajója” megérkezett Japánba, a szigetország kénytelen volt feladni több évszázados elszigeteltségét, és ezzel együtt a kultúrája is nagyot változott.

Maximál minimál

A nyolcvannyolc éves Philip Glass életműve változatos: írt operákat, szimfóniákat, kísérleti darabokat, izgalmas kollaborációkban vett részt más műfajok képviselőivel, és népszerű filmzenéi (Kundun; Az órák; Egy botrány részletei) révén szélesebb körben is ismerik a nevét. Hipnotikus minimalista zenéje tömegeket ért el, ami ritkaság kortárs zeneszerzők esetében.

Egy józan hang

Romsics Ignác saját kétkötetes önéletírása (Hetven év. Egotörténelem 1951–2021, Helikon Kiadó) után most egy új – és az előszó állítása szerint utolsó – vaskos kötetében ismét kedves témája, a historiográfia felé fordult, és megírta az egykori sztártörténész, 1956-os elítélt, végül MTA-elnök Kosáry Domokos egész 20. századon átívelő élettörténetét.

Aktuális értékén

Apám, a 100 évvel ezelőtt született Liska Tibor közgazdász konzisztens vízióval bírt arról, hogyan lehetne a társadalmat önszabályozó módon működtetni. Ez a koncepció általános elveken alapszik – ezen elvekből én próbáltam konkrét játékszabályokat, modelleket farigcsálni, amelyek alapján kísérletek folytak és folynak. Mik ezek az elvek, és mi a modell két pillére?

Támogatott biznisz

Hogyan lehet minimális befektetéssel, nulla kockázattal virágzó üzletet csinálni és közben elkölteni 1,3 milliárd forintot? A válasz: jó időben jó ötletekkel be kell szállni egy hagyomány­őrző egyesületbe. És nyilván némi hátszél sem árt.

Csak a nácikat ne!

Egy Magyarországon alig létező mozgalommal harcol újabban Orbán Viktor, miközben a rasszista erőszak nem éri el az ingerküszöbét. A nemzeti terrorlista csak első ránézésre vicces: igen könnyű rákerülni.

Ha berobban a szesz

Vegyész szakértő vizsgálja a nyomokat a Csongrád-Csanád megyei Apátfalva porrá égett kocsmájánál, ahol az utóbbi években a vendégkör ötöde általában fizetésnapon rendezte a számlát. Az eset után sokan ajánlkoztak, hogy segítenek az újjáépítésben. A tulajdonos és családja hezitál, megvan rá az okuk.