Chủ Nhật, 8 tháng 7, 2012

Áo Choàng ( khóac ) Tàng Hình


Theo Dõi Tiến Bộ Khoa Học Kỹ Thuật Ngày Nay :

Những lọai áo choàng ( khóac ) tàng hình

                                             G S Tôn thất Trình



          Cách đây chưa đầy một năm chúng tôi đã nói qua về tàu ngầm tàng hình của Hải quân Hoa Kỳ. Nay chúng tôi xin gíới thiệu  những linh kiện sắp có nay mai, sẽ giúp chúng ta che dấu mọi vật thể khỏi ánh sáng, tiếng động ( âm thanh ), nước và có thể ngay cả động đất nữa đó.  Chíếu theo Adam Piore,  một biên tập viên  nguyệt san Khám phá – Discover ( Hoa Kỳ ) ở số tháng 7- 8 năm 2012. 

           Năm 2006,  Harry Potter nổi tiếng như cồn ở thế giới công nghệ. Năm đó, một nhóm nhà khoa học kỹ thuật tại viện đại học Duke, xây dựng  một linh kiện thô sơ để che dấu các vật thể, không mấy khác thiếu niên thần đồng khóac áo  chòang  làm vô hình. Thế nhưng ngày nay ở ngành kỷ thuật cũng như trong phim xi nê Harry Potter đã là những tin tức cũ rì rồi. Sáu năm qua, các nhà khoa học đã  vượt xa ngòai đơn thuần không nhìn thấy được : nếu họ đã xây dựng  ra các áo choàng  khóac các làn sóng ánh sáng, vậy tại sao  họ lại không  họa kiểu  những vật liệu che khuất  mất tiếng động  và  luôn cả  các làn sóng đại dương ?.

            Một lọat  áo choàng  tàng hình  nay đang  trong thời kỳ phát triển, mọi  áo đều làm ra theo  một nguyên tắc căn bản  cũng như kiểu mẩu đầu tiên.  Khi chúng ta nhận thức ra một vật thể,  thật sự là chúng ta dò ra  những rối lọan  tạo ra  khi những làn sóng năng lượng dội nẩy lên  khỏi nó.  Áo choàng Duke, tạo dựng từ một  cấu tạo  tổng hợp  tên gọi là  vật liệu mêta - metamaterial , ngăn ngừa những rối lọan này bằng cách bẻ cong  các làn sóng ánh sáng quanh vật thể , giúp chúng  tiếp tục chảy như nước trên dòng quanh tảng đá  như ở hình đính kèm.   Chắc chắn là kỷ thuật không chỉ giới hạn cho ánh sáng mà thôi.  Ở  họa kiểu mới nhất,  kỷ thuật đã được áp dụng  để đeo mặt nạ che khuất mọi  làn sóng khác, với tiềm năng nhắm đích ô nhiễm tiếng động và bảo vệ, các thành phố - thị trấn  khỏi các động đất. Trong lúc đó, các nhà khoa học tiếp tục đeo đuổi ý niệm tàng hình - không nhìn thấy được , công trình  lẽ dĩ nhiên là tiếng sét náo động  mọi  giới  tuần tra quân sự.  Như vậy, tóm tắt  là các áo chòang tàng hình làm bằng vật liệu  công nghệ, bẻ cong ánh sáng và các làn sóng khác  quanh một vật thể . Vì không có làn sóng nào  lui  lại đến người quan sát, vật thể  ( hay người nào đó ) khóac chòang  trở  thành không  còn có thể dò ra được nữa. Hình như Việt Nam đã có một vài nhà khoa học kỹ thuật  lưu tâm đến vật liệu Nanô ?
          

1-      Áo chòang  che ánh sáng nhìn thấy được- visible light cloak.



-Kỹ thuật: Một nhóm nhà vật lý học do  Tolga  Ergin và Joachim Fischer lãnh đạo. Viện đại học Kỷ thuật  Karlsuhe, Đức quốc , năm ngóai ,  xây dựng một lọai vải vóc , lần đầu tiên đã làm  cho một vật thể khóac chòang trở nên tàng hình đối với mắt người ở bất cứ góc độ nào .

-Làm bằng gì vậy một polymer  tổng hợp cứng rắn  gồm  những thanh ( thẻ) bé tí xíu, cách nhau  chừng 350 nanômét ( một nanô mét = một phần tỉ  của một mét), một lỗ trống đủ bé nhỏ  để thao tác các làn sóng nhìn thấy được.

-Cách nào nó họat động:  như là một thử nghiệm, các nhà khảo cứu  đặt áo chòang trên một mặt bằng phẳng lì có một bướu  nhỏ ở giữa.  Áo chòang bẻ cong  các tia ánh sáng đang tiến tới nơi và làm dội nẩy lui khi chúng đụng nhằm một mặt bằng phẳng lì. Các người quan sát không bao giờ biết được là bướu hiện diện.

-Ứng dụng: Ngay bây giờ , áo chòang này chỉ có thể che dấu những khuyết tật  nhỏ trên mặt bằng phẳng lì.  Nhưng rồi đây, các nhà khoa học  hy vọng sẽ làm tăng kích thước để che dấu  các vật thể lớn hơn nhiều ở bất cứ nơi nào trong không gian. Cơ quan Khảo cứu các Dự án Tiên tiến Quốc phòng – DARPA , Hoa Kỳ , đã bắt đầu đầu tư chế tạo vật liệu mê ta từ năm 2001 và dù DARPA  không muốn tiết lộ  các ý định đặc thù, cơ quan  sẽ thích thú về các lọai áo chòang  có cơ che dấu được binh lính và các thiết bị quân sự.

2-      Áo chòang khóac che dấu tiếng động (âm thanh )– sound cloak



-Kỹ thuật Năm ngóai, nhóm kỹ thuật viện Duke  do kỷ sư  Steven Cummer lảnh đạo  đã xây dựng một lọai áo choàng là cho một vật thể không còn nhìn thấy được những làn sóng tiếng động.

-Làm bằng gì vậy những tờ plastic lũng lỗ, dày 1 mm, được xếp chặc nhau ( làm công nghệ các áo chòang này hiện nay thật khó khăn và không quyến rũ gì. Các  lồ hổng ở các tờ và cách xếp đặt giúp áo choàng thao tác các làn sóng tiếng động.

-Cách nào nó họat động : Nó  che dấu một vật thể  tượng tư  áo chòang Ergin che dấu ánh sáng.  Cummer dặt những tờ lũng lỗ này trên một khối gỗ dài 10 cm . Áo chòang bẻ cong ánh sáng đang tiến tới khối cho nên  chúng né tránh được  vùng khóac chòang và dội nẩy trở lui như thể là chúng không có mặt ở đó. Nếu khối có tai, nó cũng không nghe được bất cứ  tiếng động nào bên ngòai áo chòang .  

-Ứng dụng:  các áo chòang âm thanh có thể điều khiển hướng  các làn song âm thanh quanh luồng và cột ở một đại sảnh hòa tấu  cung cấp cho mỗi ghế độ vang âm  tòan mỹ  hay chận đứng  ô nhiểm tiếng ồn ào từ bạn đồng nghiệp  trò chuyện ở phòng nhỏ  láng giềng ngăn ra. Những áo chòang này có thể  che dấu các tàu ngầm ( tiềm thủy đỉnh ) từ các nhịp sonar địch, dù rằng Cummer  xem đó là một thách thức lớ , vì ông không thể gỏ -vỗ những lớp plastic dày cộm vào tàu ngầm quân sự .

3-      Áo chòang khoác che dấu động đất -  earthquake cloak  



   -Kỹ thuật : Tháng hai năm 2012,  Sang-Hoon Kim  ở viện  đại học Biển Quốc gia ( Hàn quốc – Nam Hàn ) Mokpo và  Mukunda Das Viện đại học quốc gia Úc trình bày một bản vỗ về các áo chòang  điạ  chấn có cơ bảo vệ  các xây cất  khỏi bị động đất phá hủy.

  -Làm bằng gì vậy :  một dàn trãi những trụ bê tông khổng lồ, đường kính  18 đến 60 m, mỗi trụ khoan  nhiều lỗ nhỏ  hầu thao tác các làn sóng địa chấn. Trụ đặt dưới mặt đất, xếp đặt bao quanh nền công trình xây cất.

  -Cách nào nó họat động:  Các làn sóng địa chấn lan tràn qua Trái Đất  như thể các làn sóng âm thanh qua không khí, cho nên ý niệm cũng tương đương với áo chòang âm thanh.  Khác biệt là các kỷ sư  không chỉ muốn điều khiển hướng  các làn sóng địa chấn quanh các xây cất, vì làm như vậy cuối cùng ra sẽ làm hư hại  các cơ cấu khác. Đây là lúc bê tông dày  tiến vào:  khi các trụ  đẩy lui các làn sóng  địa chấn, chúng cũng hấp thu vài năng lượng làn sóng, chuyễn hóa nó thành nhiệt lượng và âm thanh.  Xây cất khóac áo chòang sẽ tuồng như không rung động nữa, trong khi các xây cất chung quanh nó sẽ bị một động đất yếu hơn nhiều .

 -Ứng dụng Mục đích bảo vệ các lò hạt nhân, đập, phi trường, các phòng ốc chánh phủ, các cơ cấu  nhạy cảm và khẩn thiết khỏi bị động đất làm thiệt hại.  Kim hy vọng sẽ hỏi ý kiến các kỷ sư  xây cất các kiểu mẩu  thử nghiệm kích thước nhỏ.

4- Áo  chòang  che dấu nước – water cloak 



           -Kỹ thuật : năm 2011, hai kỹ sư viện đại học Duke Yaroslav Urzhumov và David Smith  đề nghị  những phương cách  khoác chòang các tàu chiến, khi chúng di chuyễn trong nước .

           -Làm bằng gì vậy Một mạng lưới  cánh quạt và bơm  nho nhỏ đẩy  nước lui ra  cho vào túi đáy tàu.

           -Cách nào nó họat động : Khi tàu phát tiếng động đi tới, nó lôi kéo nước dọc theo nó và để lại phía sau một vết lằn tàu chạy. Vật khéo léo của Urzhumov sẽ  múc nước  trước mũi tàu, hướng nước quanh tàu  và giải tỏa nước sau đuôi tàu. Nước sau tàu sẽ di chuyễn  cùng một tốc độ và cùng một chiều ướng như thể ở phía trước tàu. Thành quả:  tàu sẽ lướt đi xuyên qua nước mà không làm nước rối lọan.

          -Ứng dụng: Urzhumov nói rằng các tàu  thủy  sẽ không khóac choàng được đến cả chục năm nữa, nhưng lợi ích đáng chờ đợi. Các tàu thủy có thể chạy mau lẹ hơn, vì chúng không bị  nước quanh tàu cọ sát nhiều. Chúng cũng sẽ khó lòng  điểm chấm hơn, vì không có  dấu vết sau chúng. Nếu có điều gì tương tự  làm cho các sĩ quan hải quân chảy nước miếng ( nước giải )  đó là : Hải quân Hoa Kỳ đang giúp tài trợ  nghiên cứu Duke.

             Những áo chòang khác đang được xây dựng, che dấu ( làm mặt nạ ) các vật thể   tránh nhiệt lượng và từ trường – magnetic fields.  Tháng giêng 2012, các nhà vật lý học đã tạo ra một linh kiện  che dấu luôn cả một sự cố tòan diện.    

                                     ( Irvine, Nam Ca Li, ngày 21 tháng 6 năm 2012)


Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét