Je leest:

Verstoppen achter water

Verstoppen achter water

Auteur: | 14 januari 2010

Een waterval maakt je gedeeltelijk onzichtbaar. Maar om helemaal te verdwijnen is water nodig dat is gevuld met zilveren nanodeeltjes, denken Chinese wetenschappers.

Met de ‘vloeibare en zilverachtige’ onzichtbaarheidsmantel die J.K. Rowling beschreef in haar Harry Potterboeken komt ze misschien wel dichterbij de werkelijkheid dan ze ooit had durven dromen. Maar of ze hierbij ook dacht aan een bak water gevuld met ketens zilvergelakte nanodeeltjes, is minder waarschijnlijk. Juist die ketens zijn volgens Chinese wetenschappers namelijk het meest geschikte onderdeel van een materiaal dat onzichtbaarheid zou kunnen creëren.

Een fata morgana is ongeveer het tegenovergestelde van een onzichtbaarheidsmantel. Door grote temperatuurverschillen in luchtlagen kun je juist voorwerpen waarnemen die normaal gesproken onzichtbaar zijn.
Wikipedia Commons

Echt origineel zijn de Chinezen niet met het onderwerp onzichtbaarheid. De afgelopen jaren hebben al talloze wetenschappers een gooi gedaan naar het maken van een onzichtbaarheidsmantel. Tot nu toe nog met weinig succes. Het blijkt dat als je een voorwerp onzichtbaar wilt maken, je dit moet bedekken met een zogenaamd metamateriaal – een ingewikkeld te maken materiaal met een negatieve brekingsindex.

Ji-Ping Huang, University of Shanghai

Alle natuurlijke materialen hebben een positieve brekingsindex. Licht dat een wateroppervlak raakt wordt een beetje afgebogen. De lichtbundel volgt de blauwe pijl in het plaatje hiernaast. Een vis lijkt daarom in zijn kom op een andere plek te zwemmen dan in werkelijkheid. Zou het water een negatieve brekingsindex hebben, dan volgt het licht de rode pijl in het plaatje. De lichtstralen worden dan zo sterk afgebogen dat het lijkt alsof ze het wateroppervlak helemaal niet gepasseerd zijn. Hierdoor zou je de wonderlijke situatie krijgen dat je de vis bóven het wateroppervlak ziet zwemmen. Lichtstralen buigen dus als het ware om materialen met een negatieve brekingsindex heen en vervolgen hun weg alsof er niets gebeurd is. Zo’n materiaal weerkaatst geen licht en wordt onzichtbaar.

Het probleem bij de tot nu toe gemaakte metamaterialen was dat ze alleen goed werkten voor bepaalde gedeeltes van het licht. Voor complete onzichtbaarheid moeten álle golflengtes van het licht negatief afgebogen worden. Juist datgene is wat de nieuwe vondst van de Chinese onderzoekers zou moeten doen.

De Chinezen bedachten een opstelling waarbij enkele nanometerdikke balletjes van ijzeroxide, bedekt met een laagje zilver, in water rond drijven. Als vervolgens een magnetisch veld wordt aangezet, zullen de deeltjes aan elkaar gaan plakken en kettingen vormen langs de richting van dit veld. Zijn de kettingen in verticale richting gemaakt in een bak water, dan zal licht dat het wateroppervlak treft negatief worden afgebogen. Dan moet je dus door een voorwerp dat bedekt is met dit water heen kunnen kijken.

Tenminste, dat dénken ze. Vooralsnog is het een theorie. Ze hebben tot nu toe alleen een paar tests gedaan, waarbij het in ieder geval goed werkte voor het rode gedeelte in zichtbaar licht en een gedeelte van infrarood licht. Door dit succes is hoofdonderzoeker Ji-Ping Huang er van overtuigd dat het in de toekomst voor alle golflengtes moet kunnen lukken. Het zou simpelweg een kwestie zijn van de juiste laklaag gebruiken op de nanodeeltjes, denkt Huang.

Uiteindelijk kan dit ‘magische water’ bijvoorbeeld gebruikt worden in lenzen die meer detail zien dan elke andere optische microscoop. Maar ook in een – Huang neemt het woord echt in de mond – onzichtbaarheidsmantel. Hoe zoiets in de praktijk vorm moet krijgen weet Huang nog niet, maar één ding is zeker: J.K. Rowling zal niet kunnen wachten.

Zie ook:

Mantel maakt onzichtbaar (Kennislinkartikel) Wie niet weg is… (Kennislinkartikel) Uitleg over brekingsindex (Wikipedia)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 14 januari 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.