• Création de méta-matériaux et invisibilité

  • Ce qui vous passe par la tête et qui ne correspond à aucune catégorie mais qui parle d'astronomie ou de science quand même.
Ce qui vous passe par la tête et qui ne correspond à aucune catégorie mais qui parle d'astronomie ou de science quand même.
 #6024  par GAIA
 
Ah l'invisibilité et l'immortalité, les rêves les plus fous de l'espèce humaine !

Nous avions discuté à plusieurs reprises sur ce forum de l'invisibilité, une invisibilité, je le suggérais, qui pourrait expliquer la matérialisation et dématérialisation de vaisseaux donnant l'impression de "s'évaporer" sur place,
pénétration dans une matrice (?) pour diminuer les parcours de l'espace-temps, trop longs avec les technologies actuelles (propulsion, carburant, physiologie humaine).

Ce sujet est d'actualité.

Une équipe américaine et chinoise vient de construire, à partir d'un méta-matériau, inexistant à l'état naturel, une cape d'invisibilité, en dérivant des ondes électro-magnétiques contournant et enrobant, épousant la forme d'un objet, d'un obstacle pour le rendre invisible (exemple à l'appui d'un caillou placé dans une rivière et dont les filets d'eau le contourne, pour en comprendre uniquement la dérivation, parce que la limpidité de l'eau ne cache pas le caillou).

Cette cape d'invisibilité a été créée donc en se servant à la base de l'outil mathématique, elle est formée de 10.000 morceaux de fibre de verre dont 6000 ont une forme unique et organisés en rangées parallèles.

Le méta-matériau prototype a été élaboré par le théoricien britannique Sir John Pendry et basé sur les travaux de David Smith de l'Université de Duke en Californie du Nord.

Voilà qui promet et va intéresser, sans aucun doute, les états-majors militaires.
 #6031  par GAIA
 
Est ce que vous avez une idée de la construction d'un méta-matériau ?

Comment se décompose les phases de construction ?

Je suppose qu'au départ c'est une simulation sur ordinateur, du virtuel mais comment construire un méta-matériau ... matérialisable ?

Est ce qu'un méta-matériau est assimilable à un anti-matériau comme nous avons la matière et l'anti-matière ?

et, suppose que l'on prend un objet réel pour support, que l'on utilise la géométrie de cet objet (et peut être la triangulation ?) avec des points de jonction sur les fibres de verre

si les morceaux de fibres de verre ont tous la même forme, rangés en parallèle,

sont ils inclinés ?

et rentre toutes ces données dans un programme pour obtenir un carroyage animé (comme le ferait par exemple un potier faisant tourner une roue ?).

Autrement dit, la cape d'invisibilité matérialisant un objet virtuel sur ordinateur doit elle être une forme construite épousant parfaitement l'objet et devient une forme plate étirée, tendue rematérialisant l'objet ?

Comment peut on révéler une "cape d'invisibilité", la matérialiser ?

J'aimerais en savoir beaucoup plus sur ce sujet captivant.
 #6070  par GAIA
 
Pour la construction d'un méta-matériau, les chercheurs se sont inspirés, notamment, du vol des scarabées (projet marseillais P.O.E.M. = Propagation des Ondes Electromagnétiques dans les Méta-Matériaux).

En vol, les couleurs changeantes des élytres (ailes) de ces insectes ne sont pas créées par des pigments mais par des micro-structures qui réfléchissent différemment la lumière.

Pour arriver à cacher un objet, la "construction ou méta-matériau" doit avoir un indice de réfraction négatif qui n'existe pas à l'état naturel. Il n'existe pas de matériaux à indice négatif dans la nature.

Il faut donc provoquer cet indice en agissant sur la structure de certains matériaux pour dévier la lumière. Le silicium est un bon matériau pour contribuer à provoquer cet effet.

Le méta-matériau est un dispositif artificiel composé de petites structures périodiques (ressemblant à des alvéoles) métalliques, qui dévient localement le champ électromagnétique.

Ces structures doivent avoir une dimension de même ordre de grandeur que la longueur d'onde des rayons à dévier.

Les méta-matériaux sont composés de plusieurs couches d'une matrice en fibre de verre, empilées les unes sur les autres, entre lesquelles sont insérées des anneaux métalliques. Soumis à un champ électromagnétique ou à la lumière, les méta-matériaux réagissent en induisant un champ magnétique interne.

Le premier "trou d'invisibilité" a été réalisé en laboratoire par David SMITH et ses Collègues de la Duke University en Caroline du Nord (E.U.) et a permis de faire disparaître ou plutôt le terme exact serait masquer un anneau de cuivre.

Projet financé par la firme américaine RAYTHEON MISSILE SYSTEMS, Armée de l'Air Américaine et la FONDATION NATIONALE CHINOISE DES SCIENCES.

Dans cette expérience réalisée, il ne s'agit pas encore de lumière mais de micro-ondes (le terme invisibilité n'est donc pas encore tout à fait approprié) mais cependant, c'est déjà une belle réussite prometteuse. L'effet est obtenu en 2 dimensions.

Les longueurs d'onde des micro-ondes sont plus grandes que celles de la lumière et on peut, de ce fait, en obtenir la réfraction négative avec des structures de plus grandes dimensions.

C'est un peu comme si l'on ouvrait un trou dans l'espace et que l'on déviait autour les rayons lumineux.

La "cape d'invisibilité" qui a été réalisée en 3D mesure 50,8 cm de longueur sur 10,16 cm de longueur et 2,54 cm de hauteur, constituée de 10.000 morceaux de fibres de verre dont 6000 morceaux ont une forme unique.

Ces pièces sont disposées suivant certains angles qui ont été calculés par des formules mathématiques.

Ah, j'oubliais un point très important, une question que doivent se poser bon nombre d'internautes ?
En l'état actuel de nos connaissances sur la réfraction des ondes, il ne serait pas possible en se recouvrant de la cape d'invisibilité, en étant à l'intérieur, l'objet à cacher, de voir à l'extérieur ce qui se passe.

En l'état actuel de nos connaissances !

Et, vous, si vous aviez la possibilité d'être invisible et de voir sans être vu, qu'est ce que vous feriez, quel serait votre voeu inavoué ?

Rajout :
cette recherche sur les méta-matériaux pourrait trouver une application future pour protéger les littorals, en détournant la vague géante d'un tsunami. Le méta-matériau utilisé - dans le cadre de cette recherche - est intéressant à plus d'un titre car il a des propriétés physiques anisotropes* (*en physique, relatif aux corps et aux milieux dont les propriétés diffèrent selon la direction considérée), c'est à dire que suivant la direction prise en compte, la vague peut être déviée ou freinée.

L'Institut FRESNEL (POEM Marseille) est spécialisé dans la recherche sur l'optique et les ondes électromagnétiques. Le DARPA (Agence de Soutien du Pentagone) et les Services de Recherches des Armées Européennes ont proposé leur soutien au projet mais les chercheurs ont refusé de les associer.

Voir l'article sur le site de l'Institut Fresnel http://www.fresnel.fr/
article "Invisibilité en vue".
 #6072  par GAIA
 
Je réfléchis (c'est le cas de le dire) à la remarque des scientifiques sur l'impossibilité de voir, placé à l'intérieur de la cape d'invisibilité, l'extérieur. Terriblement frustrant, vous trouvez pas ? Un objet est amorphe mais si nous étendons ce principe à un humain doté de la vision, pourquoi ne pourrait il pas voir l'extérieur ? Peut être en l'état actuel de la recherche mais ensuite, à coeur vaillant rien d'impossible ?

Si je comprends bien, la longueur d'onde pour masquer un objet s'amenuise de picot en picot, elle converge en un point central, l'objet à cibler, mais elle ne disparaît pas puisqu'elle reprend son cours normalement après avoir contourné l'objet. Les rayons lumineux ayant dépassé l'objet poursuivent leur course. La longueur d'onde est invariable elle est la même qu'au départ.

Pour l'instant, nous avons des problèmes d'usinage pour réaliser des méta-matériaux pour dévier la lumière, les méta-matériaux doivent être 10 fois plus petits que la longueur d'onde).

Serait il possible d'utiliser sur les picots en mode recto-verso, des méta-matériaux différents ? Comme effectivement la comparaison avec des ailes de scarabées (ou un éventail plié et déplié) qui fermées dans la descente (convergeants vers un point central), se déployeraient dans la montée (divergeants pour rétablir le champ de vision intégral) ?

Les rayons lumineux ayant contourné l'objet seraient réfléchis, sur les bords externes de l'objet, par un méta-matériau sur les facettes verso en ascendant ? Ce retournement permettrait il alors de reconstituer l'image de l'objet ou de voir à l'extérieur ?

Les bords externes et internes du méta-matériau ont ils une spécificité chacun par rapport à l'objet proprement dit ?

Par ailleurs, il va falloir construire un méta-matériau "générique" qui s'adaptera à toutes les formes géométriques. On ne pourra pas se permettre en terme de coût de construire des architectures à la carte ou alors par le biais de l'informatique en utilisant des logiciels spécialement adaptés avec l'empreinte de l'oeil ou reproduisant les longueurs d'ondes des couleurs ?

Vous savez à quoi je pense comme méta-matériau ? Un habit version moderne de la côte de mailles du Moyen-Age (???).
Paco Rabanne va peut être pouvoir nous arranger ça avec ses robes métalliques ?
Le problème c'est comment traiter l'emplacement des yeux ? Comment voir à l'intérieur d'une cote de mailles, l'extérieur ?

Je cherche les travaux de John PENDRY et David SMITH, et un petit coup de wiki pour voir ce qu'il est dit sur les méta-matériaux. Je lis ceci sur John PENDRY : en 2000 John PENDRY propose une réalisation à l'aide de structures métalliques, formées d'anneaux concentriques coupés, appelés SPLIT-RING RESONATORS (SRR) et de fils métalliques continus.

Ca me conforte dans mon idée et me rassure, je ne disjoncte pas. Je pensais d'ailleurs à une trame métallique façon tissu ou tapisserie, ou tricot avec des lignes ou points alternés, j'ai même pensé à une passoire métallique.

La tapisserie ou trame ou tramage ou maillage est un terme repris dans la construction des méta-matériaux.

Je viens d'apprendre, en lisant l'article de wiki sur les méta-matériaux que les verres des cathédrales sont considérés comme des méta-matériaux.

Et, qu'à partir de la réfraction négative de la lumière, un mathématicien américain, Allan GREENLEAG, a imaginé un dispositif qui permettrait d'inverser le cours de la lumière lol ce qui pourrait déboucher sur la machine à remonter le temps.

Il serait possible d'obtenir une très forte capacité de mémoire d'un ordinateur dont les informations seraient conservées par des photons.

Bon, j'essaie de trouver les travaux des 2 mastodontes.
 #6096  par GAIA
 
Bon, ben peut être qu'il ne sera pas indispensable de construire des architectures à la carte pour s'adapter aux objets à dissimuler.

L'objectif de l'invisibilité est la possibilité théorique de réaliser un volume sans paroi matérielle, dont le contenu serait invisible de l'extérieur "un trou d'invisibilité", donc il serait - peut être - possible d'appliquer à tel ou tel objet une forme géométrique, des génériques de différentes formes (?).

L'optique quantique ferait voyager la lumière en sens inverse à des vitesses négatives. Dans la Théorie de l'Invisibilité, les lois de l'optique sont inversées.

A terme, la réfraction pourrait faciliter la mise au point d'une lentille suffisamment puissante pour observer les molécules d'A.D.N., les virus les plus minuscules ou même l'intérieur des cellules, ce qui permettra de comprendre, par exemple, comment un cancer se développe.
 #6104  par caton
 
il y a des matière translucide mais il n'y a pas de matière invisible car quand elle est invisible il n'y a pas de matière car il n'y a pas de temps sans lumière maintenant de façon quantique surement mais je pense qu'il sera impossible de la détecter et de lui donner une image autre qu'une image informatique.