Si të bësh një objekt të jetë i padukshëm ndaj një kamere termike

Metoda teorike mund t’i bëjë objektet të padukshme për një kamerë termike, ose të imitojë një objekt tjetër.

A mund ta ndjeni nxehtësinë? Për një kamerë termike, e cila mat rrezatimin infra të kuq, nxehtësia që ne mund të ndiejmë është e dukshme, si nxehtësia e një udhëtari në një aeroport i cili shfaq simptoma të ftohjes dhe ethe.

Në një punim të botuar në Procedurat e Shoqërisë Mbretërore A: Shkencat Matematike, Fizike dhe Inxhinierike, një grup ndërkombëtar i matematicienëve dhe fizikantëve të aplikuar, përfshirë Fernando Guevara Vasquez dhe Trent DeGiovanni nga Universiteti i Utah, raportojnë një mënyrë teorike të imitimit të objekteve termike ose duke i bërë objektet të padukshme për matjet termike. Dhe nuk kërkon një pajisje mbulimi Romulan apo mantelin e padukshmërisë së Harry Potter. Kërkimi financohet nga Fondacioni Kombëtar i Shkencës.

Metoda lejon rregullimin e transferimit të nxehtësisë edhe në situata kur temperatura ndryshon në kohë, thonë studiuesit. Një aplikim mund të jetë izolimi i një pjese që gjeneron nxehtësi në një qark (të themi, një furnizim me energji elektrike) për ta penguar atë nga interferimi me objekte të ndjeshme ndaj nxehtësisë (të themi, një kamerë termik). Një aplikim tjetër mund të jetë në proceset industriale që kërkojnë kontroll të saktë të temperaturës si në kohë ashtu edhe në hapësirë, për shembull kontrollimin e ftohjes së një materiali në mënyrë që ai të kristalizohet në një mënyrë të caktuar.

Pajisjet e mbulimit ose padukshmërisë kanë qenë prej kohësh elementë të historive të trilluara, por vitet e fundit shkencëtarët dhe inxhinierët kanë eksploruar se si të sjellin trillimet shkencore në realitet. Një qasje, duke përdorur metamateriale, përkul dritën në një mënyrë të tillë që ta bëjë një objekt të padukshëm.

Ashtu si sytë tanë shohin objekte nëse lëshojnë ose pasqyrojnë dritë, një kamerë termike mund të dedektojë një objekt nëse lëshon ose reflekton rrezatim infra të kuqe. Në terma matematikorë, një objekt mund të bëhet i padukshëm për një aparat fotografik termik nëse burimet e nxehtësisë të vendosura rreth tij mund të imitojnë transferimin e nxehtësisë sikur objekti të mos ishte aty.

Risi në qasjen e ekipit është se ata përdorin pompa nxehtësie në vend të materialeve të punuara posaçërisht për të fshehur objektet. Një shembull i thjeshtë shtëpiak i një pompë nxehtësie është një frigorifer: për të ftohur ushqimet pompon nxehtësi nga pjesa e brendshme në pjesën e jashtme. Përdorimi i pompave të nxehtësisë është shumë më fleksibël sesa përdorimi i materialeve të punuara me kujdes, thotë Guevara. Për shembull, studiuesit mund të bëjnë që një objekt ose burim të shfaqet si një objekt ose burim krejtësisht i ndryshëm. “Pra të paktën nga këndvështrimi i matjeve termike,”- thotë Guevara,- “ato mund ta bëjnë një mollë të duket si portokall.”

Studiuesit kryen punën matematikore të nevojshme për të treguar se, me një unazë pompash nxehtësie rreth një objekti, është e mundur të fshihni termikisht një objekt ose të imitoni lëshimin e nxehtësisë të një objekti tjetër.

Puna mbetet teorike, thotë Guevara, dhe simulimet supozojnë një burim një nxehtësie që do të reflektonte ose përkulej rreth objektit; ekuivalenti termik i një elektriku dore në një dhomë të errët.

Temperatura e këtij burimi duhet të dihet para kohe, e cila përbën një pengesë të punës. Sidoqoftë, qasja është brenda mundësive të teknologjisë aktuale duke përdorur pompa të vogla nxehtësie të quajtura elemente Peltier që transportojnë nxehtësi duke kaluar një rrymë elektrike përmes një kryqëzimi metal-metal. Elementet peltier tashmë përdoren gjerësisht në aplikimet e konsumatorit dhe industrisë.

Studiuesit parashikojnë që puna e tyre mund të përdoret për të kontrolluar me saktësi temperaturën e një objekti në hapësirë ​​dhe kohë, i cili ka aplikime në mbrojtjen e qarqeve elektronike. Rezultatet, thonë studiuesit, mund të zbatohen gjithashtu për shpërndarjen e saktë të ilaçeve, pasi matematika e transferimit të nxehtësisë dhe difuzionit është e ngjashme me atë të transferimit dhe difuzionit të ilaçeve. Gjithashtu, shtojnë ata, matematika e sjelljes së dritës në mjedise difuze si mjegulla mund të çojë në aplikime në fshehjen vizuale.