Kaip uždengti objektą, kad jis būtų nematomas termovizoriui?

Teorinis metodas gali padaryti objektus nematomus termokamerai arba imituoti kitą objektą.

Ar jaučiate šilumą? Infraraudonųjų spindulių kamerai, matuojančiai infraraudonąją spinduliuotę, šiluma, kurią galime jausti, yra tokia pat matoma, kaip keliautojo šiluma oro uoste ar lango ar durų šaltis žiemą.

Paskelbta straipsnyje Karališkosios draugijos mokslinis biuletenis. Matematikos, fizikos ir inžinerijos mokslai, tarptautinė taikomųjų matematikų ir fizikų komanda, įskaitant Fernando Gara Vazquezą ir Trentą De Giovanni iš Jutos universiteto, praneša apie teorinį būdą imituoti šiluminius objektus arba padaryti objektus nematomus atliekant šiluminius matavimus. Tam nereikia Romulano apsiausto ar Hario Poterio nematomumo apsiausto. Tyrimą finansuoja Nacionalinis mokslo fondas.

Tyrėjai teigia, kad šis metodas leidžia reguliuoti šilumos perdavimą net ir tais atvejais, kai temperatūra laikui bėgant keičiasi. Viena iš taikymo sričių gali būti šilumos, generuojančios grandinę (tarkime, maitinimo šaltinio), izoliacija, kad ji netrukdytų šilumai jautrioms dalims (tarkime, šilumos kamerai). Kita taikymo sritis gali būti pramoniniai procesai, kuriems reikalinga tiksli temperatūros kontrolė tiek laike, tiek erdvėje, pavyzdžiui, medžiagos aušinimo kontrolė, kad ji tam tikru būdu kristalizuotųsi.

Pažiūrėkite, kaip metodas apima temą:

https://www.youtube.com/watch?v=ebT2efJT40w:
Iš kairės į dešinę. 1. Plokštės temperatūra taškinio šaltinio šaudymo taške t = 0 (tai gali būti, pavyzdžiui, lazerio impulsas). 2. Plokštės, kurioje yra objektas „aitvaras“, temperatūra. Kaip matote, izotermai ar temperatūros kontūrai iškraipomi dėl objekto buvimo, kurį stebėtojas gali naudoti aptikdamas aitvarą. 3. Aitvaro objektą supa mūsų aktyvus apsiaustas. Izotermai dabar yra tarsi atvejai, kai objekto nėra, o tai slepia aitvaro objektą. Paskola: Fernando Gera Vazquezas / Jutos universitetas

Arba pažiūrėkite, kaip tai veikia tokiam objektui kaip Homeras Simpsonas, čia:


Iš kairės į dešinę. 1. Plokštės, veikiamos taškinio šaltinio, kurio temperatūra yra t = 0, temperatūra (tai gali būti, pavyzdžiui, lazerio impulsas). 2. Plokštės su esamu objektu temperatūra. Kaip matote, izotermai arba temperatūros projekcijos yra iškreiptos dėl objekto buvimo, kurį stebėtojas gali naudoti objektui aptikti. 3. Objektą supa mūsų aktyvus apsiaustas. Izotermai dabar yra panašūs į atvejus, kai objekto nėra, o tai objektą slepia. Autorius: Fernando Giara Vazquez

Slėpimo ar nematomumo prietaisai jau seniai yra grožinės literatūros dalis, tačiau pastaraisiais metais mokslininkai ir inžinieriai tyrinėjo, kaip mokslinę fantastiką paversti realybe. Naudojant metalą, vienas požiūris sulenkia šviesą taip, kad objektas tampa nematomas.

Kaip mūsų akys mato objektus, jei jie skleidžia ar atspindi šviesą, termokamera gali matyti objektą, jei jis skleidžia ar atspindi infraraudonąją spinduliuotę. Matematiškai objektas gali būti nematomas šilumos kamerai, jei aplink jį esantys šilumos šaltiniai gali imituoti šilumos perdavimą, tarsi objekto nebūtų.

Komandinio požiūrio naujovė yra ta, kad daiktams slėpti jie naudoja šilumos siurblius, o ne specialiai sukurtas medžiagas. Paprastas buitinio siurblio pavyzdys yra šaldytuvas. Jis atvėsina maistą iš vidaus, kad atvėsintų maistą. Šilumos siurblio naudojimas yra daug lankstesnis nei kruopščiai sukurtų medžiagų naudojimas, sako Gjaranas. Pavyzdžiui, tyrėjai gali priversti vieną objektą ar šaltinį pasirodyti kaip visiškai kitokį objektą ar šaltinį. „Taigi bent jau kalbant apie šilumos matavimus, – sako Gjaranas, – jie gali padaryti obuolį panašų į apelsiną.

Mokslininkai atliko tam tikrą matematinį darbą, kad parodytų, jog šilto siurblių žiedu aplink objektą įmanoma šiltai paslėpti daiktą arba imituoti kito objekto šiluminį parašą.

G և ara sako, kad darbas išlieka teorinis, և imituojant daroma prielaida, kad taškinis „zondas“ bus atspindėtas arba pakryps aplink objektą, tamsioje patalpoje esantis lempos šiluminis ekvivalentas.

To zondo šaltinio temperatūra turėtų būti žinoma iš anksto – darbo brokas. Tačiau požiūris yra prieinamas dabartinėms technologijoms, naudojant mažus šilumos siurblius, vadinamus Peltier elementais, kurie perduoda šilumą per elektros srovę per metalą į metalą. Peltier elementai jau yra plačiai naudojami pramoninėse vartotojų reikmėse.

Mokslininkai spėjo, kad jų darbas galėtų būti naudojamas tiksliai kontroliuoti erdvės-laiko objekto, naudojamo elektroninėms grandinėms apsaugoti, temperatūrą. Tyrėjai teigia, kad rezultatai gali būti naudojami tiksliai pristatant vaistus, nes šilumos perdavimo pasiskirstymo matematika yra panaši į narkotikų perdavimo և paskirstymą. Jie priduria, kad matematika, kaip šviesa elgiasi išsklaidytoje aplinkoje, tokioje kaip rūkas, taip pat gali paskatinti naudoti vaizdo aprėptį.

Nuoroda. Maxens Cassier, Trent De Giovanni, Sebastian Gueno, Fernando Giara Vazquez „Aktyvi šilto apsiausto imitacija“, 2021 m. Gegužės 12 d. Karališkosios draugijos mokslinis biuletenis. Matematikos, fizikos ir inžinerijos mokslai,
DOI: 10.1098 / rspa.2020.0941:

Be Giara և De iovanitsi, Maxens Cassier, CNRS tyrėjas Fresnelio institute Marselyje, Prancūzijoje և Sebastianas Gueno, CNRS tyrėjas, UMI 2004 Abraham de Moivre-CNRS, Imperatoriškasis koledžas Londone, Londonas, Didžioji Britanija yra tyrimo bendraautorius.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

Newsletter

Subscribe to stay updated.