A capacidade de ocultar um objeto arbitrário com uma capa à distância do objeto é uma tarefa única na pesquisa fotônica, embora o fenômeno ainda não tenha sido realizado na prática. Em um estudo recente agora publicado em Light:Ciência e Aplicações , Tianhang Chen e colegas de trabalho no laboratório principal de Micro-Nano Eletrônica e Sistemas Inteligentes, e o Laboratório Estadual de Instrumentação Ótica Moderna na China propôs a primeira realização experimental de um dispositivo de camuflagem remoto. O dispositivo pode tornar qualquer objeto localizado a uma distância específica invisível usando uma frequência de corrente contínua (DC).

Eles incluíram uma rede de resistores negativos com elementos ativos para alcançar a função remota do manto DC. Com base na rede, Chen et al. foram capazes de gerar remotamente uma região oculta usando a capa, sem distorcer as correntes longe da região encoberta, para que o objeto pudesse continuar a interagir com seu ambiente. O trabalho mostrou que qualquer objeto na região oculta era invisível para um detector DC e a capa não exigia conhecimento prévio do objeto, permitindo-lhe ocultar um objeto arbitrário. Os cientistas mostraram a superioridade do dispositivo de camuflagem remoto para potenciais aplicações futuras em pesquisas médicas ou geológicas.

A óptica de transformação pode ser usada para projetar um manto que guia as ondas eletromagnéticas para contornar a região do manto sem qualquer perturbação. Pesquisas anteriores sobre capas e dispositivos de ilusão envolveram o fechamento do dispositivo, impedindo sua interação com o ambiente externo, também. Para resolver este problema, cientistas propuseram um manto remoto que poderia esconder um objeto à distância, baseado no conceito de um 'anti-objeto, 'onde a dispersão do objeto oculto foi cancelada pelo' anti-objeto. ' Os resultados foram obtidos à distância, enquanto o objeto oculto manteve a continuidade do espaço com o ambiente de fundo. Contudo, esta capa 'anti-objeto' foi projetada apenas para um objeto oculto com dimensões ou parâmetros conhecidos, Portanto, pequenas mudanças no tamanho do objeto, forma e sua posição deterioraram a restauração exata do campo incidente. O 'anti-objeto' não pode, portanto, ocultar objetos arbitrários como um manto convencional pode.

Para superar essa limitação, cientistas propuseram anteriormente um método ótico de transformação multifacetado para projetar camuflagem remota para ocultar objetos de formas arbitrárias. Ainda, tais projetos exigiam materiais duplo-negativos que são muito difíceis de realizar. Como resultado, esconder objetos arbitrários remotamente ainda está em um estágio conceitual e precisa ser demonstrado experimentalmente. No presente estudo, Chen et al. propôs a primeira realização experimental de um dispositivo de camuflagem remoto para ocultar um objeto arbitrário com um manto usando frequência de corrente contínua. Eles projetaram o dispositivo de camuflagem DC remoto com ótica de transformação multi-dobrada e perceberam uma rede de resistor negativo com elementos ativos para desempenhar um papel importante na implementação da função remota de camuflagem DC. A capa pode gerar remotamente uma região oculta sem distorcer a corrente. Os cientistas mostraram como diferentes objetos na região escondida eram invisíveis.

Na configuração experimental, Chen et al. comparou dois tipos de camuflagem; incluindo um fechado, camuflagem convencional e camuflagem remota na frequência DC. Um manto remoto pode ser construído com um elemento ou com vários elementos, e o estudo usou dois elementos como exemplo. Os cientistas primeiro transformaram o espaço livre em uma capa quadrada, seguido por uma segunda transformação para dobrar o manto quadrado para abri-lo. A região oculta no presente trabalho ainda reteve a continuidade do espaço com o ambiente de fundo, enquanto completamente isolado dos campos atuais externos, permitindo que qualquer objeto estático arbitrário na região oculta se mova livremente dentro da região enquanto permanece invisível. O fenômeno relatado por Chen et al. diferia completamente das capas DC anteriores, onde o desempenho do manto dependia da forma e condutividade do objeto oculto.

Os cientistas realizaram simulações do manto com a análise do método dos elementos finitos usando o software COMSOL Multiphysics. A corrente simulada fluiu da fonte pontual através da capa. Chen et al. usou uma fonte de corrente constante no canto superior direito da simulação e simulou a distribuição potencial onde a corrente fluía de uma fonte pontual em três cenários diferentes. Para verificar o desempenho independente do objeto da capa, Chen et al. testou dois objetos ocultos adicionais; um isolador quadrado e um condutor circular. Eles mediram o potencial elétrico em comparação com os casos do fundo e do objeto sozinho, para excelente concordância entre os dois; indicando que o desempenho de cloaking era independente do tamanho e da forma do objeto.

Para demonstrar o efeito omnidirecional do manto remoto, Chen et al simularam a fonte de corrente constante em uma posição diferente em relação à capa, e o dispositivo de camuflagem ainda funcionou conforme o esperado. Contudo, eles mostraram que quando a distância entre a capa e o objeto aumentou, a capa envolvia parâmetros mais negativos. De acordo, a complexidade computacional e o consumo de memória também aumentaram na simulação. No total, as simulações geradas no estudo forneceram um exemplo para verificar o conceito de manto remoto.

Para demonstrar experimentalmente o conceito, Chen et al. projetou e fabricou a amostra de manto remoto. A capa exigia condutividade anisotrópica e negativa para realizar a mídia complexa. Os cientistas usaram óptica de transformação "baseada em malha" para projetar a condutividade anisotrópica, ao usar um meio negativo com elementos ativos para projetar a condutividade negativa. Eles observaram que o material de condutividade negativa CC forneceu potencial de 'aumento' quando a corrente atravessou o material. Na frequência DC, o resistor e a fonte podem ser combinados e simplificados em uma única fonte com uma fonte de alimentação. Para realizar de forma prática essa mídia negativa eficaz, os cientistas forneceram o potencial elétrico necessário com um seguidor de voltagem. Para implementar os experimentos de forma prática, eles aplicaram quatro placas de circuito para preencher os resistores negativos.

Para verificar o desempenho do dispositivo, os cientistas fabricaram toda a placa de circuito em um tamanho de 60 x 60 cm e alcançaram a condutividade elétrica necessária com resistores de dispositivos montados em superfície (SMD). Eles então criaram a mídia negativa, objeto encoberto e correspondência de limite com placas de circuito independentes separadas da placa principal para facilitar a substituição. Os cientistas mediram os resultados de três objetos ocultos diferentes, incluindo um condutor circular e isolador quadrado. Nos resultados, as linhas equipotenciais pareciam "redondas" como se nada estivesse lá, para indicar que o projeto experimental funcionou adequadamente na prática. O resultado foi possível porque a configuração experimental cancelou a distorção causada pelos diferentes objetos ocultos para indicar uma boa funcionalidade de camuflagem. O resultado foi ainda mais fortalecido quando Chen et al. analisou a decadência do potencial elétrico da fonte para os três experimentos, onde os resultados concordaram bem com o fundo sem objetos. O desempenho da capa remota proposta era independente do objeto.

Desta maneira, Chen et al. demonstrou experimentalmente um manto remoto que funcionou para objetos arbitrários à distância usando a frequência DC pela primeira vez. Uma vez que os componentes eletrônicos usados ​​eram elementos estáticos DC, a capa era muito mais estável do que aquelas projetadas com altas frequências. Mais importante, o manto foi capaz de guiar correntes elétricas ao redor de um objeto oculto com a ajuda de elementos ativos enquanto o objeto mantinha uma conexão física com seu ambiente. Por exemplo, tais objetos arbitrários podem ser enterrados com um dispositivo de camuflagem implantado no objeto à distância para sua invisibilidade sob sensores de corrente geológica para aplicações em pesquisa geológica. Além disso, a capa pode ter aplicações potenciais na medicina para evitar interferência em dispositivos implantados na Vivo.

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