PRL：浙大陳紅勝等揭示完美隱身衣的物理機制

浙江大學國際電磁科學院浙江大學分院師資博士后陳紅勝博士等完成的論文“電磁波與隱身衣的交互機理研究”，近日刊登在物理學頂級學術刊物《物理評論快報》（Physical Review Letters，PRL）上。論文首次解釋了隱身衣的物理機制，提出了對隱形效果定量分析的理論框架，這項成果將在隱身衣的設計中起到重要的指導作用。
 
報道國際最新科研成果著稱的知名科技網站PhysOrg以《科學家解釋了隱身衣背后的物理機制》（Scientists interpret physics behind invisibility cloaks）為標題詳細報道了浙大與麻省理工學院的這項研究成果，并對陳紅勝博士進行了專訪。
 
人之所以能看到物體，是因為光射到物體上后，被物體阻擋并反射到人的眼睛。隱身技術通過改變電磁波在材料中的折射率，不但可以實現飛機、導彈、坦克等軍事武器裝備的隱形，也可以用在丑陋物體或建筑物包裝，制作隱身衣物等民用領域。實現完美隱形的隱身衣一直是科學家、工程師以及科技愛好者夢寐以求的目標。但科學家一直沒有找出隱身材料變化與隱形效果之間的關系。
 
陳紅勝等人的研究采用散射模型在理論上回答了完美隱身衣能否得到實現，以及是否可以應用到任意電磁波譜的問題；同時對非理想參數實現的隱身衣進行定量計算，由此可以定量的概括隱身衣的隱身效果。陳紅勝說，我們由此可以計算出怎樣的參數可以實現多少程度上的隱形。
 
“完美的隱身衣，既不反射也不吸收電磁波，而是讓電磁波“轉彎”，繞著物體走，這樣物體就能 ‘隱身’。”陳紅勝解釋，這就像小溪里的流水，經過一塊石頭時，溪流會繞過石頭后再合攏了繼續向前，就像沒有遇到過石頭一樣。當然，隱身技術只能實現在某一個頻率上隱形。比如肉眼見不到的隱身衣雖然在光波頻率范圍內能夠實現隱形，但是用其他頻段的電磁波還是可以探測到。同樣道理，能逃過雷達監測的隱形飛機，用肉眼卻是可見的，即在光頻下沒有隱形。
 
隱身衣的研究在國外非常熱，國內這兩年也開始關注這個問題。去年美國北卡羅來納杜克大學電子工程學系的一個研究小組在《科學》雜志上發表的有關隱身衣的論文，論證了使用能使光波以及電磁波發生扭曲的革命性新材料制造出真實世界中的隱身衣的可行性。
 
據了解，目前國際電磁科學院浙江大學分院有一個12人團隊正在開展隱形材料的研究。“知道了隱身衣背后的物理機制，研究出像哈利波特那樣的魔法隱身斗篷就不再是夢想。” 陳紅勝說。