openscience

Χάρη στην έρευνα με αντικείμενο τη νανοτεχνολογία, την οποία χρηματοδοτεί η Ευρωπαϊκή Επιτροπή, ο μανδύας που κάνει αόρατο τον Χάρυ Πότερ ευρίσκεται ένα βήμα πλησιέστερα να γίνει πραγματικότητα. Επιστήμονες από την Ελλάδα, τη Γερμανία, την Τουρκία και το Ηνωμένο Βασίλειο πέτυχαν με τη χρήση νανοτεχνολογίας να διαμορφώσουν στα μέτρα τους τη ροή του φωτός, ανοίγοντας έτσι το δρόμο όχι μόνο σε πιθανές εφαρμογές σε φακούς και οπτικά κυκλώματα, αλλά και σε εξωτικές τρισδιάστατες συσκευές όπως «μανδύες αορατότητας». Αν και προς το παρόν περιορίζεται στο να καθιστά αόρατα αντικείμενα μεγέθους μικρότερου από ένα χιλιοστόμετρο, το έργο απέδειξε την κατ’αρχήν ορθότητα του επηρεασμού των οπτικών ιδιοτήτων των υλικών με τρόπους που μέχρι σήμερα θεωρούνταν αδύνατοι. Το έργο αποτελεί μέρος της πρωτοβουλίας της Επιτροπής για την προώθηση της έρευνας ΤΠΕ υψηλού κινδύνου σε μελλοντικές και αναδυόμενες τεχνολογίες πληροφοριών που αποτελεί στόχο του Ψηφιακού Θεματολογίου για την Ευρώπη.

Η αρμόδια για το Ψηφιακό Θεματολόγιο αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Επιτροπής κ. Neelie Kroes δήλωσε: «Μένω κατάπληκτη από την ευρηματικότητα των ευρωπαίων ερευνητών. Με το έργο αυτό επιτεύχθηκε στην πραγματικότητα κάτι που γνωρίζαμε μόνο από τα ειδικά εφέ στον κινηματογράφο. Οι παρόμοιες έρευνες αιχμής είναι ζωτικής σημασίας για να τεθούν οι βάσεις των νέων τεχνολογιών που είναι κεφαλαιώδους σημασίας για την ανταγωνιστικότητα της Ευρώπης.»

Οι επιστήμονες που συμμετέχουν στο έργο PHOME σχεδίασαν και δημιούργησαν «φωτονικά μετα-υλικά» τα οποία επηρεάζουν τη συμπεριφορά των ακτίνων φωτός. Το υπόψη επίτευγμα στηρίζεται στην αρχή του οπτικού μετασχηματισμού την οποία προώθησε η πρωτοπόρος ομάδα του έργου. Ο ίδιος ο «μανδύας αορατότητας» συνίσταται από πολύ μικρές ράβδους διαμέτρου μόλις ολίγων εκατοντάδων νανομέτρων, οι οποίες εντάσσονται σε δομή που μοιάζει με σωρό από ξύλα. Οι ράβδοι τακτοποιούνται προσεκτικά ώστε να μπορούν να κάμψουν εν μέρει τα φωτεινά κύματα.

Αλλάζοντας την ταχύτητα και την κατεύθυνση πορείας του φωτός, οι επιστήμονες μπορούν να κατευθύνουν τα φωτεινά κύματα γύρω από έναν όγκο μεγέθους μικρομέτρου έτσι ώστε ο όγκος να καθίσταται αόρατος στις τρεις διαστάσεις και σε μήκη κύματος φωτός παραπλήσια προς εκείνα του φωτός που είναι ορατό από τον άνθρωπο. Οι εργασίες συνεχίζονται για να επεκταθεί το φαινόμενο στη ορατή περιοχή του φάσματος, τα δε αποτελέσματα αναμένονται τον Ιανουάριο.

Μέχρι τώρα, τέτοιοι «μανδύες αορατότητας» έχουν λειτουργήσει μόνο σε δύο διαστάσεις. Αυτό σημαίνει ότι το συγκεκαλυμμένο αντικείμενο παρέμενε αόρατο όταν ο παρατηρητής το κοίταζε από μπροστά, αλλά γινόταν ορατό όταν το κοίταζε από τα πλάγια. Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που καταλήγει σε συσκευή η οποία καθιστά ένα αντικείμενο αόρατο και στις τρεις διαστάσεις.

ΟΙ μελλοντικές εφαρμογές αυτής της έρευνας μπορεί να έγκεινται στην ανάπτυξη εντελώς νέων οπτικών δομοστοιχείων, όπως τέλειων φακών, συσκευών αποθήκευσης φωτός και σημαντικών δομοστοιχείων για λέιζερ και οπτοηλεκτρονική, όπως διαμορφωτών και μονωτήρων. Αν και οι μανδύες ολόσωμης αορατότητας παραμένουν πέραν των δυνατοτήτων της σύγχρονης επιστήμης και τεχνολογίας, με την επίμαχη έρευνα αποδείχθηκε ότι μια σημαντική αρχή που μέχρι πρόσφατα εθεωρείτο αδύνατη όντως ισχύει.

Ιστορικό

Οι ερευνητικές εργασίες για το έργο PHOME ξεκίνησαν τον Απρίλιο του 2008 και θα περατωθούν το 2011. Το συνολικό κόστος του έργου ανέρχεται σε 1,88 εκατ. ευρώ, από τα οποία η Επιτροπή συνεισφέρει 1,43 εκατ. ευρώ από τον προϋπολογισμό έρευνας για Τεχνολογίες Πληροφοριών και Επικοινωνιών στο πλαίσιο του Έβδομου Προγράμματος Πλαισίου Έρευνας & Ανάπτυξης 2007-2013.

Η επιτυχία του προγράμματος για τις μελλοντικές και αναδυόμενες τεχνολογίες πληροφοριών (FET-Open) όσον αφορά την ανάπτυξη ευρωπαϊκής έρευνας αιχμής οδήγησε την Επιτροπή να προτείνει διπλασιασμό των κονδυλίων που διατίθενται για την έρευνα FET μέχρι το 2015. Το πρόγραμμα FET-Open είναι συνεχώς ανοικτό σε εννοιολογικά νέες, υψηλού δυναμικού ερευνητικές προτάσεις με μακρόπνοο όραμα. Στο έργο PHOME εργάζονται ερευνητές από τρία ευρωπαϊκά πανεπιστημιακά ιδρύματα, το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας στην Ελλάδα, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καρλσρούης στη Γερμανία, και το Imperial College στο Λονδίνο του Ηνωμένου Βασιλείου. Εταίρος στο έργο είναι και το Πανεπιστήμιο Bilkent στην Τουρκία, χάρη στην συμφωνία ερευνητικής σύνδεσης με την ΕΕ.