İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İkiqat sıfır səpələnmə istilik metacihazlarının dizaynı və eksperimental təsdiqlənməsi. (A–B) Daxili təhrifin aradan qaldırılmasını göstərən sxematik müqayisə. (C) Tələb olunan anizotrop mikrostrukturların yaradılması üçün dərin öyrənmə arxitekturası. (D–E) Mükəmməl düz izotermləri nümayiş etdirən eksperimental nəticələr, içəridə və xaricdə eyni vaxtda səpələnmənin basdırılmasını təsdiqləyir. Kredit: Jiping Huang / Fudan Universiteti.

Metamateriallar, arzuolunan xüsusiyyətlərə malik və elektromaqnit, akustik və ya digər dalğa növlərini maraqlı yollarla manipulyasiya etmək üçün istifadə edilə bilən diqqətlə hazırlanmış materiallardır. Bəzi material alimləri və mühəndisləri bu materiallardan sözdə görünməz cihazlar və ya başqa sözlə, ətraf mühiti narahat etməyən və ya mövcudluğunu yaxınlıqdakı digər texnologiyalara göstərməyən cihazlar hazırlamaq üçün istifadə etməyə çalışırlar.

Görünməz cihazları reallaşdırmaq üçün təklif olunan əksər yanaşmalar, səpələnmənin qarşısını alan metamaterial örtüyə malik cihazları əhatə edir. Bu strategiyalardan istifadə edərək yaradılan cihazlar ətraf mühiti narahat etməsə də, metamaterial örtüyündə baş verənləri təhrif edir və beləliklə, qismən görünən qalırlar.

Fudan Universitetinin tədqiqatçıları metamateriallardan istifadə edərək həqiqətən və tamamilə görünməz olan cihazları reallaşdırmaq üçün yeni bir yanaşma təqdim etdilər. Onların təklif etdiyi həll yolu, Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş bir məqalədə qeyd edildi və metamaterial örtük örtüyünün həm xaricində, həm də içərisində səpələnmə effektlərini aradan qaldırdığı aşkar edildi.

Fudan Universitetinin professoru və məqalənin baş müəllifi Jiping Huang Tech Xplore-a bildirib ki, “Bu əsərin ilham mənbəyi metamaterialların dizaynında uzun müddətdir davam edən bir dilemmadır”.

“Bir çox hallarda metamateriallar ətraf mühitdəki pozuntuları aradan qaldırmaq üçün istifadə edilə bilər, lakin bu, çox vaxt metamaterialın özündə yeni pozuntular yaradır. Başqa sözlə, bir problem digərinin yaradılması bahasına həll olunur.”

“Görünməzlik plaşı yaxşı bir nümunədir. O, bir obyekti kənar müşahidəçidən gizlədə bilər, lakin plaşın özünün fiziki sahəsi yenə də güclü şəkildə təhrif oluna bilər.”

Həqiqətən şəffaf bir cihaz dizayn etmək

Huang və həmkarlarının son işinin əsas məqsədi xarici mühiti narahat etməyən, eyni zamanda onu ətraf mühitdən gizlətmək üçün istifadə edilən metamaterial qabığını da narahat etməyən bir cihaz hazırlamaq idi. Əvvəllər təklif edilən gizlətmə strategiyaları tez-tez xarici cihazların temperatur paylanmasını normal göstərirdi, lakin onlar metamaterial qabığın içindəki temperaturu təhrif edirdi.

“Biz bu problemi iki addımda həll etdik”, – deyə Huang izah etdi. “Əvvəlcə ətrafdakı narahatlığı aradan qaldırmaq üçün ənənəvi bir dizayndan istifadə etdik. Daha sonra qabığın içərisindəki temperatur paylanmasını düzəltmək üçün əlavə bir koordinat transformasiyasını tətbiq etdik ki, oradakı temperatur xətləri də müntəzəm və narahat olmasın.”

Tədqiqatçılar ideyalarını eksperimental olaraq həyata keçirmək üçün əvvəlcə xüsusi anizotrop istilik xüsusiyyətlərinə malik metamateriallar hazırlamalı idilər , yəni istilik onların içərisində müəyyən yollarla axırdı. İstənilən xüsusiyyətləri verəcək mikroskopik strukturları dizayn etmək üçün onlar dərin öyrənmə alqoritmləri kimi tanınan qabaqcıl hesablama vasitələrindən istifadə etdilər .

“Nümunələri hazırladıqdan sonra onları temperatur qradiyenti altında sınaqdan keçirdik və infraqırmızı kamera ilə temperatur paylanmasını müşahidə etdik”, – deyə Huang bildirib. “Təcrübələr təsdiqlədi ki, həm cihazın xaricində, həm də qabığının içərisində temperatur dəyişməz olaraq qalır.”

Tədqiqatçılar tərəfindən təqdim edilən dizaynın ikili sıfır səpələnmə rejimi vasitəsilə əsl görünməzliyə nail olduğu aşkar edilmişdir. Bu rejim nəticədə metamaterial örtük qabığının həm daxilində, həm də xaricində səpələnməni aradan qaldırır.

Ümidverici bir nümayiş və mümkün gələcək tətbiqlər

Huang və həmkarları metamaterial örtüklü cihazda ikili sıfır səpələnməni bildirən ilk şəxslər oldular. Onların dizayn etdiyi metamaterial qabığın həm içəridə, həm də xaricdə səpələnməni effektiv şəkildə aradan qaldırdığı və istilik axınının tamamilə pozulmadığı bir sistem yaratdığı aşkar edildi.

“İlk dəfə ikiqat sıfır səpələnməni həyata keçirdik, bu da diffuziya sistemində əsl şəffaflığa nail olduğumuz deməkdir: cihaz nə ətraf mühiti, nə də öz qabığını narahat etmir”, – deyə Huang bildirib.

“Praktik baxımdan, bu, ətrafdakı temperatur sahəsini pozmadan temperaturu ölçə bilən termal şəffaf sensorlar — sensorlar yaratmağımıza kömək edə bilər. Bu vacibdir, çünki adi sensorlar tez-tez aşkar etməyə çalışdıqları temperaturu dəyişdirirlər.”

Komandanın gizlətmə yanaşması tezliklə qeyri-invaziv istilik sensorları, müəyyən bölgələrdə istiliyi məhdudlaşdıra bilən sistemlər, yüksək dəqiqlikli istilik ölçmə alətləri və həssas superkeçirici kvant texnologiyaları da daxil olmaqla müxtəlif görünməz cihazlar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

Görünməz cihazlar, minimal müdaxilənin arzuolunmaz təsirlərə səbəb ola biləcəyi ssenarilərdə, məsələn, insan bədənində məlumat toplayarkən və ya kvant hesablamalarında səhvləri minimuma endirmək üçün xüsusilə faydalı olacaq.

Huang əlavə etdi: “İndi bu konsepsiyanı sadəcə istidən kənara çıxarmağı planlaşdırırıq. İstilik yayılmasını tənzimləyən riyazi qaydalar digər fiziki sistemlərə çox oxşardır. Səs dalğalarını, işığı və mexaniki titrəmələri idarə etmək üçün bu “ikili sıfır səpələnmə” çərçivəsini tətbiq etməyi ümid edirik.

“Həmçinin, dəyişən mühitlərə avtomatik olaraq uyğunlaşa bilən “ağıllı plaşlar” yaratmaq üçün bunu daha inkişaf etmiş süni intellektlə necə birləşdirəcəyimizi araşdırırıq .”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Anonim, Diffuziv nəqliyyatda ikiqat sıfır səpələnməsi, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/vxsz-nnf3

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Yarımkeçirici cihaz istehsalıAğıllı sensor metamateriallarıİstilik enerjisi idarəetmə materialları

© 2026 Science X Network