Trở nên tàng hình là mong ước của mọi người, dù họ ở thời đại nào hay làm ngành nghề gì, từ những nhà khoa học cho tới những tên cướp ngân hàng.
Chúng ta cũng có một hình ảnh cực kì dễ hình dung, đó là Harry Potter với tấm áo khoác tàng hình (thứ Bảo Bối Tử Thần mà cậu thừa hưởng từ cha). Sự thú vị của nó càng làm niềm mong ước có được công nghệ tàng hình của ta trở nên cháy bỏng.
Ngày nay, không ít nghiên cứu được tiến hành để tạo ra một hiệu ứng như vậy. Chắc hẳn là khó khăn vì chúng ta không sống trong một thế giới đầy ma thuật. Để tạo được ra “sự tàng hình”, ta phải tìm cách chỉnh sửa cá sóng ánh sáng, mà cách sóng ấy bị bó buộc chặt chẽ bằng các quy luật vật lý.
Trong chặng đường dài nghiên cứu với mục đích làm cho con người có thể tàng hình, ta phải kể tới Đại học California tại Berkeley, Mỹ và Đại học Hoàng gia London hay Đại học Texas, những nơi có những nhà khoa học tận tụy cống hiến cho công nghệ tàng hình này
Tuy vậy, các nhà khoa học cũng rất cẩn trọng với những kết quả đạt được hiện tại. “Lý thuyết của chúng tôi phân tích được rằng hiện tại, những vật thể lớn như con người, một chiếc xe tăng hay một con tàu vũ trụ thì không thể biến mất trước sóng ánh sáng nhìn thấy được”, theo lời nhà nghiên cứu Francesco Monticone từ Đại học Texas.
Một tấm áo choàng tàng hình cho những vật thể tí hon
Đó là khó khăn với những vật lớn, nhưng các nhà khoa học gặp may mắn với những đồ vật nhỏ hơn.
Nghiên cứu của các nhà khoa học tại Đại học Berkeley cuối năm ngoái được cho là “tiến gần hơn tới với một chiếc áo khoác tàng hình”. Hai nhà nghiên cứu Xingjie Ni và Zhang Xiang đưa ra bản báo cáo thử nghiệm với kết quả là họ đã làm tàng hình được một vật thể có đường kính 0,036 mm, họ đã sử dụng một loại vật liệu nhân tạo đặc biệt.
Vật liệu ấy có những tính chất điện từ khác biệt, chúng có thể làm đổi hướng ánh sáng xung quanh vật thể, khiến cho vật đó thực sự trở nên tàng hình trước ánh sáng nhìn thấy được.
Cách hoạt động của nó cũng giống như khi bạn đưa một chân xuống dưới làn nước vậy, dòng nước sẽ tách ra chảy vòng qua chân bạn rồi lại nối liền lại, Đó là cách thức mà các nhà nghiên cứu sử dụng để tạo nên lớp vật chất định hướng ánh sáng này.
Họ cố gắng làm cho tia sáng chuyển hướng đi vòng khi tiến tới vật chất này. Khi một vật không hút hay phản lại ánh sáng, ta sẽ không thể nhìn thấy được nó tại một khoảng cách nhất định. Ta có thể nói rằng, về cơ bản, vật đó đã trở nên tàng hình.
Họ làm được điều này bằng cách phủ lên trên vật thí nghiệm một lớn vật chất siêu mỏng (chỉ dày 0,00008 mm), tạo nên bởi những khối hiển vi tự điều chỉnh hình dáng cho phù hợp với bề mặt vật chúng được phủ lên, điều này đã khiến vật được phủ lớp vật chất ấy trở “tàng hình”.
Cũng có thể gọi đây là một màn ảo giác thị giác, bởi lẽ lớp vật chất kia đã định hướng lại ánh sáng, đưa nó đi vòng qua vật thể được thử nghiệm. “Nếu chúng tôi có thể khiến cho một mặt phẳng lồi trở nên phẳng dưới mắt người thường, chúng tôi sẽ có thể làm được nhiều hơn thế nữa”, nhà nghiên cứu Xingie Ni nhận định.
Nghe qua thì có vẻ không mấy ấn tượng, nhưng việc làm một vật siêu nhỏ trở nên tàng hình có thể có rất nhiều ứng dụng.
Đội ngũ nghiên cứu gồm hai nhà khoa học là Andrea Alu và Francesco Monticone đang nghiên cứu việc che hoàn toàn hệ thống ăng-ten để có thể giảm thiểu việc nhiễu sóng trong các hệ thống liên lạc, hay phương án sử dụng các hệ thống cảm biến nano tàng hình để tối ưu hóa hình ảnh.
“Với những ứng dụng này, ta có thể coi áo khoác tàng hình đã thực sự tồn tại và ta có thể sử dụng được nó. Hiện tại lớp tàng hình này chỉ có thể được sử dụng cho một vật đơn sắc”, nhà nghiên cứu Monticone nói. “Để có thể tạo ra được một tấm áo khoác tàng hình cho người, ta cần một cấu trúc vật chất được cung cấp năng lượng khác nữa”.
Thử thách về một tấm áo choàng tàng hình cần nguồn năng lượng
Cho tới giờ, việc tạo ra một lớp tàng hình dựa phần nhiều vào năng lượng đến từ các sóng ánh sáng. Những lớp tàng hình ấy có thể thực sự “tàng hình” là nhờ những ảo giác thị giác tạo ra khi ánh sáng va chạm vào các siêu vật chất (metamaterial), ánh sáng sẽ bị điều hướng sang chỗ khác.
Tuy nhiên, lớp siêu vật chất không thể hoạt động trên những vật thể lớn hay với những vật thể nhiều màu sắc, bởi lẽ nhiều màu sắc sẽ dẫn tới việc các bước sóng màu sẽ khác nhau. Ví dụ, màu xanh có bước sóng dài hơn màu đỏ, vì thế sử dụng siêu vật chất phù hợp với loại này sẽ không thể hoạt động trên vật thể loại kia. Lớp tàng hình che được màu này thì sẽ để lộ ra màu kia.
Vì lý do này, nhà nghiên cứu Monticone nói rằng cách để vượt qua giới hạn này là phải tăng cường năng lượng cho nó. Rất có thể lớp tàng hình sẽ trở nên mạnh hơn và che giấu vật thể tốt hơn khi được tăng cường năng lượng. Ta mong muốn một lớp tàng hình có thể sử dụng được cho một vật thể lớn và đa sắc hơn.
Dù gặp nhiều khó khăn nhưng các nhà nghiên cứu vẫn không bỏ cuộc. “Chúng tôi vẫn còn phải vượt qua nhiều thử thách và có thể nghiên cứu này sẽ mất nhiều năm trời, thậm chí nhiều thập kỷ, nhưng chúng tôi vẫn chưa thử hết tất cả các khả năng, tất cả các kích cỡ cũng như màu sắc”, nhà khoa học Monticone kết luận.
Đúng như vậy, chặng đường “biến hóa” ra một thứ công nghệ chỉ tồn tại trong truyện thần thoại hay khoa học viễn tưởng thực sự cực kì khó khăn, nếu không nói là bất khả thi. Nhưng chúng ta vẫn cứ đặt niềm tin vào các nhà khoa học, mong muốn rằng công nghệ tàng hình có thể khả thi một cách hoàn hảo trong tương lai.