Странная наука о невидимости вошла в некартографированные воды. Путем изменения морского дна просто правильным способом должно быть возможно скрыть объект, плавающий в море от мимолетных волн, жидкий механик предсказывает.
Метод мог бы помочь защитить суда и плавающие структуры от бурных морей. И потому что схема работает полностью по-другому от «плащей», развитых для сокрытия объектов от света и других электромагнитных волн, это привносит нечто новое для исследования.
«Это – большая забава и блестящая идея», говорит Ульф Леонхардт, теоретический физик в университете Св. Эндрюса в Соединенном Королевстве.В обычном сокрытии идея состоит в том, чтобы гладко направить свет вокруг объекта, таким образом, появляется с другой стороны объекта, как будто ничто не было там.
Основную теорию позади того подхода называют оптикой преобразования. Это предполагает буквально сгибающееся пространство и время так, чтобы свет тек вокруг объекта. Теория тогда показывает, как моделировать то деформирование пространства и времени путем окружения объекта «плащом» с точно настроенными оптическими свойствами. Плащ состоит из собрания металлических прутов и колец, известных как метаматериал.
С 2006 исследователи сделали элементарные плащи-невидимки для радиоволн и даже для света.Теперь, Мохаммад-Реза Алам, жидкий механик в Калифорнийском университете, Беркли, придумал различный метод, который, в принципе, может скрыть объект, плавающий в море, таком как бакен или буровая установка бурения нефтяных скважин от водных волн, слегка колеблющихся через поверхность. Для начала Алам отмечает, что океанская вода имеет тенденцию отделяться или «наслаиваться», в два слоя: более холодный, более плотный слой ниже и более теплый, более легкий слой выше. И так же, как волны могут пронестись через поверхность воды, они могут также слегка колебаться вдоль интерфейса между слоями.
Идея Алама проста: Поскольку поверхностная волна приближается к объекту, преобразуйте ее в граничную волну, которая пройдет ниже объекта. Затем как только граничная волна передала объект, преобразуйте его назад в поверхностную волну. (См. число.)Чтобы заставить это произойти, Алам использует в своих интересах основное отличие между поверхностными волнами и граничными волнами.
Для той же частоты колебания граничные волны будут иметь намного более короткую длину волны и понизят скорость, чем поверхностные волны выше. Это позволяет передать энергию от поверхностной волны до граничной волны путем размещения участка волнистой ряби на морском дне перед объектом, имеющей длину волны, это настроило просто право.
Точное условие является самым легким понять с точки зрения «вектора волны», по существу один по длине волны: вектор волны ряби должен равняться различию в векторах волны граничных и поверхностных волн.Энергетическое перемещение имеет место, потому что оба типа волн «чувствуют» нижнюю часть, говорит Алам. И второй, идентичный участок ряби с другой стороны объекта возвращает граничную волну в поверхностную волну.
Алам демонстрирует метод с машинными моделированиями в работе, опубликованной 23 февраля в Physical Review Letters. Для создания плаща для многократных длин волны поверхностных волн одна потребность только добавляет многократные участки на морском дне, сообщает он в газете.Такая простая идея могла иметь реальные заявления? Вполне возможно говорит Марк Перлин, жидкий механик в Мичиганском университете, Анн-Арбор. «Эта вещь работала бы, я думаю, для защиты прибрежной структуры», говорит Перлин. «Я думаю, что это имеет большой потенциал».
Конечно, как Перлин отмечает (и Алам признает в газете), реальное море намного более сложно, чем идеализированная модель в анализе. Например, это обычно имеет градиент плотности, не два определенных слоя. И поверхность слегка колеблется со многими волнами различных длин волны и не только волнами одной длины волны.
Однако те факторы, вероятно, только уменьшили бы, не устранили бы, эффективность устройства, говорит Перлин. Даже несовершенное устройство сокрытия, не полностью уничтожавшее поверхностные волны, могло все еще быть полезным, говорит он. «Если бы они хотели использовать его для обеспечения зоны для защиты рыболовных судов, зона для толплений в, то тогда это могло бы работать», говорит Перлин.Новые работы схемы только в контексте слоистых морей, отмечает Леонхардт.
Тем не менее, это обеспечивает совершенно новое взятие на сокрытии, говорит он. «Это имеет более ограниченный [чем оптика преобразования]», говорит он. «Но с другой стороны, это – новый поворот на идее скрыть и могло вдохновить других преследовать другие новые направления».