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三棱镜和和光线的不同部分色彩

  北京时间5月30日消息,据国外媒体报道,很多人都在幻想着隐身斗篷研制成功的那一天,但是可能会让这些人感到很意外的是,近日一个美国科学家小组已经研制出了多达2.5万个独立的隐身斗篷。但是你还不可能去商店里买到这样的斗篷,因为这些斗篷的直径仅有30微米,它们都被放置在一块25毫米厚的黄金薄片上。

  美国陶森大学和马里兰大学的科学家们在本月25日在美国物理学会和德国物理学会主办的《新物理学杂志》(New Journal of Physics)上发表了他们的此项成果。这是全世界范围内首个此类隐身斗篷。

  尽管这种隐身斗篷还达不到哈利·波特魔法中那样可以将日常物品隐身,但是这种隐身斗篷确实可以减慢光速甚至让光线停止,形成所谓“被捕获的彩虹”(trapped rainbow)。

  这种被捕获的彩虹”可以被用于生物传感器,用于对生物材料的鉴定。通过比对不同材料对光的不同吸收和辐射特征,它可以实现对材料的种类判断,这就是所谓的荧光光谱学。被减速后的光束相比正常光束更加容易和分子发生相互作用,也因此可以让科学家们得以对这些分子进行更加细致的分析研究。

  维拉·斯莫雅尼诺娃(Vera Smolyaninova)博士是这项研究的第一作者,她说:“生物芯片组的好处在于你拥有大量微型传感器,这就意味着你可以一次完成很多项检测。比如说,你可以只用一次就对一个人的DNA进行多项检测项目。”她说:“在我们的微型芯片组中,光线在传递到斗篷的边界时速度降低到零。这就意味着我们可以在一块芯片上完成光谱分析,应用上千个传感器同时完成分析。”

  一共有2.5万个隐身斗篷被均匀地放在黄金薄片上,每一个都有一个微型透镜,用于弯折其周围的光线,从而有效地让其中央的一小块区域隐身。当光线“吃力”地从两个斗篷之间挤过去时,光线的不同部分(即不同颜色)被迫在更加狭窄的地方停留,形成“彩虹”。

  为了创造出这些隐身斗篷,科学家们使用了市场上出售的微型透镜组,其中包括了所有独立的微型透镜,随后它们被附着到了黄金薄片上。之后,黄金的那一面朝下,其上再加上一层黄金涂层,从而形成一个双面层。随后一束激光射入这一阵列,用来测试不同角度上这些隐身斗篷的性能。

  研究人员们相信这类阵列同样可以被用来测试单个隐身斗篷的性能,尤其是当它们相互靠的很近的时候。比如在此项研究中,当光线沿着阵列排列方向入射时,这些斗篷的性能表现很好。然而当改变入射激光的角度时,其性能表现便立即有所下降。(晨风)