Matematika, fizika, kemija

Termalna energija može učiniti neki objekt nevidljivim

L.B.

Niti jedan objekt koji isijava toplinu ne može pobjeći objektivu termalne kamere. Barem nije mogao do sada.

U radu objavljenom u časopisu Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, međunarodna skupina primijenjenih matematičara i fizičara, izvijestila je o teoretskom načinu oponašanja toplinskih objekata, odnosno mogućnosti da objekti postanu nevidljivi za termalna mjerenja.

Uređaji za nevidljivost dugo su bili samo fragmenti izmišljenih priča, no posljednjih su godina znanstvenici i inženjeri istražili kako ovaj element znanstvene fantastike pretvoriti u stvarnost. Jedan od tih pristupa je i onaj koji koristi metamaterijale te savija svjetlost na takav način da objekt čini nevidljivim.

Baš kao što naše oči mogu vidjeti predmete koji emitiraju ili odražavaju svjetlost, toplinska kamera može vidjeti objekt ako emitira ili odbija infracrveno zračenje. Matematički gledano, objekt bi mogao postati nevidljiv za termalnu kameru kada bi izvori topline koji su smješteni oko njega mogli oponašati prijenos topline kao da predmeta nema.

Novost ovog pristupa je ta da se za sakrivanje predmeta koriste dizalice topline, a ne posebno izrađeni materijali. Jednostavan primjer je hladnjak: kako bi hladio namirnice mora pumpati toplinu iz unutrašnjosti prema van. Korištenje dizalica topline mnogo je fleksibilnije od korištenja pažljivo izrađenih materijala, kaže Fernando Guevara Vasquezm jedan od autora studije.

Tako na primjer istraživači mogu učiniti da se neki objekt ili izvor topline učini potpuno različitim objektom ili izvorom. "Tako barem iz perspektive toplinskih mjerenja mogu učiniti da jabuka izgleda kao naranča", objašnjava.

Ovaj rad za sada ipak ostaje samo na teorijskoj razini, a simulacije koje su izveli pretpostavljaju točkasti izvor topline koji bi se reflektirao ili savio oko predmeta, što bi bio toplinski ekvivalent svjetiljke u mračnoj sobi. Temperatura tog izvora trebala bi biti poznata prije izvođenja pravog eksperimenta, što je jedan od nedostataka rada.

No, pristup je unutar dosega trenutne tehnologije, i mogao bi se ostvariti korištenjem malih dizalica topline nazvanih Peltierovi elementi koji prenose toplinu propuštanjem električne struje kroz spoj metala s drugim metalom. Peltierovi elementi danas se već naširoko koriste u potrošačkoj i industrijskoj primjeni.

Istraživači smatraju da bi se njihov rad mogao koristiti za preciznu kontrolu temperature objekta u prostoru i vremenu, koji ima primjenu u zaštiti elektroničkih sklopova. Rezultati bi se, kažu istraživači, mogli primijeniti i na točnu isporuku lijekova, jer je matematika prijenosa i difuzije topline slične matematici prijenosa i difuzije lijekova.

Izvor: THE UNIVERSITY OF UTAH

Možda će vas zanimati