Công nghệ tàng hình: Từ
giấc mơ đến hiện thực –
Phần 2
Chuyện kể về người tàng hình và những vật hỗ trợ tàng hình đã ăn sâu vào
tâm khảm con người hàng thiên niên kỉ qua. Sidney Perkowitz cho biết những câu
chuyện thần thoại và tưởng tượng này nay đang trở thành hiện thực.
Từ phản xạ lùi
Một cách tiếp cận nữa từ nhữngcâu chuyện kể buổi đầu đó – sự trong suốt
hoàn toàn –dườngnhư không thể nào đạttới đốivới con người hay sự vật.Nhưng
vào năm 20043, một đội nghiên cứu đứngđầu làSusumiTachi,người khiđó làm
việc tại trường Đại học Tokyo,đã tạo ramộtloại trong suốt ảo gọilà công nghệ
chiếuphản xạ lùi, hay sự ngụytrang quanghọc. Nó xuất hiện trongphảnứng trước
một vấn đề tìm thấy trong những ứng dụngthực tạiảo kếthợp môi trường thựctế
với nhữngmôi trườngảohaymôi trường domáy tính tạo ra. Trongnhững trường
hợp như thế, ảnhảo được chiếutừ điểm nhìn củangười quansát lên trên một
khung cảnh thật. Khó khăn xuất hiện nếu như ảnh chiếu, thí dụ ảnh những ngọn
núi đằng xa, chạm tới một vật thật, thí dụ một bức tường. Dãy núi sẽ dườngnhư
hiện ralờ mờ phía sau bứctường,nhưngảnh chiếuthì lại rơi lênphía trướcbức
tường, vì thế làm phá vỡ một trong nhiều chiều sâu làm chokhungcảnhtrôngnhư
thật.
Khi xét vấnđề xử lí chiều sâu này, nhóm của Tachi đã đi tới một phương
pháp làm chomột vật rắn, có thậtdườngnhư trong suốtđến mức cái nằm phía sau
nó có thể hiện rõ như nhìn xuyên quavật vậy. Bướcthứ nhấtlà làmcho vật thật
phản xạ ánh sáng tới trở lại nguồn, hay“phản xạ lùi”. Đây là cái làm cho mắt mèo
lóe lênkì quái trướcđèn pha xe hơi, và nó có thể thu đượcbằng cách dùng nước
sơn hay chất liệu chứa nhữnghạtthủy tinhnhỏ. Sauđó, một cameraghi lại cái nằm
phía sauvật và ảnh được chiếu qua một cái gương truyền đặcbiệt lên trên vật.
Ngườixem nhìn quacái gương, nếu đặtthích hợp, nhìn thấy vật thật cùngvới ảnh
của cáinằm phía sauchồng lên trên vật.
Kết quả là một ảogiác kìlạ của sự trong suốt, như thể hiện trong
các videocủa nhóm Tachi cungcấp. Quangcảnh đườngphố nhộn nhịp dường như

này luônluôn nhỏ hơn c, nên n luôn lớn hơn 1 trongmọi môi trườngđã biết.
Nhưng Veselagonhận thấy n sẽ âm nếu như hằng số điện môi của một môi trường,
ε, và độ từ thẩm, µ,những hằngsố xác định các phản ứng điệnvà từ củanó, đềucó
giá trị âm.
Một môi trường như vậy, ông dự đoán, sẽ làm khúcxạ ánh sángtheo hướng
ngược-với-bình-thường,chonên một thấu kính lõmsẽ làm hội tụ các tia sáng và
một thấukính lồi sẽ làm phân kì các tia sáng; môi trường đó sẽ bị hút về phía
nguồnsáng,thay vì bị đẩy ra xabởi áp suấtbứcxạ;và nómang lại một hiệu ứng
Dopplernghịch, với ánh sáng bị lệchxanh thay vì lệch đỏ khi nguồnchuyển động
ra xa ngườiquansát.
Lí thuyết trênvẫn không được kiểmtra cho đếnnăm 2000, khicácnhà
nghiêncứutại trường Đại họcCalifornia, San Diego, xây dựng một siêu chất liệu
đáp ứngcác điềukiện củaVeselago.Nó cấu tạo từ hàng trăm đơnvị cỡ mili mét
sắp xếptheokiểu tuần hoàn, giốngnhư cácnguyêntử trong tinh thể. Có hailoại
đơn vị:những dảiđồng, trong đó mộtbổ thể lớn của electrontác dụngđể mang
lại ε < 0; và nhữngbộ cộng hưởng bằngđồng vòngtách chữ C, trong đó những
dòngđiện cảm ứng doánh sáng tới gây ratạo ra nhữnghiệu ứng từ cho µ < 0. Ở
bướcsóng visóng 3 cm, siêu chất liệu trên thuđược n = - 2,7 và biểu hiện sự khúc
xạ nghịch.
Cấu trúcnày cho thấy làm thế nào tạo ra nhữnggiátrị n khôngtìm thấy
trong tự nhiên và,hóa ra, làm thế nào để làm cho mọi vật vô hình. Vào năm 2006,lí
thuyết tàng hìnhđã đượccôngbố đồng thời bởi Ulf Leonhardt ở trườngĐại học St
Andrews vàJohn Pendrytại trườngCao đẳngHoàng gia London cùngvới David
Smith và DavidSchurigthuộc trường Đại học Dukeở Mĩ. Nhóm vừa kể sau đã tính
ra đặctrưng khúc xạ củamộtvỏ cầu rỗngsẽ chặn đứngnhững tia sáng tới, uốn
cong chúng vào lớp vỏ và truyền qua,sau đó làm khúc xạ chúngtrở lại theo đường
đi ban đầu liên tục củachúng. Chiết suất cần thiết biến thiên bên tronglớp vỏ, ở
một số chỗ nó nhậngiá trị kì lạ là nhỏ hơn 1, thậmchí có chỗ còn nhỏ hơn không.
Cũng trong nămđó,nhómcủa Smithtại trường Duke,trong đó có Schurig,
cùng với Pendry và những người khác, đã sử dụng líthuyết này xây dựng nên áo

giá trị n biến thiên theokhông gian,không cần cácvòng cộng hưởng, để làm cho
một chỗ u trên bề mặt trôngnhư phẳng, dođó làm che khuất mộtvật bên dưới. Hồi
năm 2009,tấm thảmtàng hình đó được chứng minh với vi sóngvà với ánh sáng
hồng ngoại gần,chừng 1500 nm, nhưngchỉ hoạt động với những vật vi mô. Vào
cuối năm 2010, hainhóm nghiêncứu khác nhauđã trình bày một cách tiếp cận
khác.Gần như đồng thời với nhau,họ tườngthuật việc đạttới sự tàng hình đốivới
những vật kích cỡ từ mili mét đến centimét trên ngưỡng nhìn thấy từ màu đỏ đến
màu lam.Điều đáng chú ý lànhững kết quả này không đòi hỏi những siêu chất liệu
phức tạp, mà sử dụng những tínhchấtquanghọc dị hướng củatinh thể calcite có
mặttrongtự nhiên để tạo ra một dạngthảm tàng hình.
và hơn thế nữa!
Nềnkhoa học tànghìnhđích thựcchỉ mới 5 năm tuổi. Nhưng naythì các nhà
khoa họcbiếtrằng sự tàng hìnhlàcó thể, họ đang hướng đến nhữngthiếtbị đỉnh
cao vànhữngứngdụng quân sự để tìm kiếm nguồn tài trợ cho nghiên cứu.Ngoài
sự tàng hình,và bất chấp những phươngpháp đơngiản hơn như sử dụng calcite
được phát triểnthêm, các siêu chấtliệu vẫn đangmanglại những tiếnbộ mà trí
tưởng tượnghay truyệnkhoa học viễn tưởng không nhìnthấy trước, thídụ như
những “siêu thấu kính” với độ phângiải tốt hơn nhiều so vớinhữngthấu kính
thông thường.Những thấu kính cải tiến này, lầnđầu tiên, cóthể nhìnthấy virusvà
protein một cách trựctiếp với kínhhiểnvi ánh sáng nhìnthấy. Chúngcòn đưađến
những chiếc máy vi tính hiệuquả hơn, vì số dụng cụ có thể gói ghém trên mộtcon
chip máy tính bị giới hạn bởi độ phân giải củahệ thống quanglắp đặt nó. Những
khả năng khác bao gồmviệc sử dụng siêu thấu kínhâmhọcđể cải thiện chất lượng
quét siêu âmy khoa,vàsử dụng cácnguyên lí kiểu siêu chất liệu để xây dựng
những công trình“vô hình”trướcnhững con sóng địa chấnhay sóng thầnhủydiệt.
Còn cómộtlộ trình khácsong song với sự tàng hình conngười –một lớp vỏ
bọc vượt xa hơncông nghệ chiếu phảnxạ lùi củaTachi.Chiếcáo tàng hìnhđích
thực này sẽ thu ảnh trực tiếp từ những bộ cảm biến phíasau của nó vàchiếu ảnh
thu từ dụng cụ ra phía trước của nó. Chiếc áo tàng hình sẽ trông như trong suốt
ngay cả khinó hoặcngười quansát đang chuyểnđộng.Vào năm 2002, Franco