Η ανθρώπινη φαντασία πειραματίστηκε αιώνες με το στοίχημα του αόρατου. Από τα κάθε είδους ξωτικά μέχρι τον μανδύα που κάνει αόρατο τον Χάρι Πότερ, οι μη ορατές υπάρξεις δημιουργούσαν έναν μυστηριώδη κόσμο. Ισως γι’ αυτό η είδηση ότι ερευνητές από την Ελλάδα και την Ευρώπη κάνουν βήματα στη δημιουργία υλικών που «τα κάνουν όλα αόρατα» μοιάζει περισσότερο σαν επιστημονική φαντασία και λιγότερο σαν... πραγματική επιστήμη. Και όμως, οι ερευνητές του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας της Κρήτης, που πρωταγωνιστεί στο ευρωπαϊκό πρόγραμμα PHOME (φωτονικά μεταϋλικά), με τη χρήση νανοτεχνολογίας και ειδικών μεταϋλικών, επιχειρούν με επιτυχία να ελέγξουν ορισμένες ιδιότητες του ορατού φωτός. Οι ερευνητές του ΙΤΕ και οι συνεργάτες τους έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν ορισμένα ειδικά υλικά, σε μικροσκοπική ακόμα κλίμακα, τα οποία διαθλούν το φως με διαφορετική γωνία από ό, τι τα κανονικά υλικά.
Ο κ. Κώστας Σούκουλης είναι ένας από τους συντονιστές του προγράμματος, στο οποίο συμμετέχουν επίσης ερευνητικές ομάδες από τη Γερμανία, τη Βρετανία και την Τουρκία. Πολυβραβευμένος ερευνητής (και με το ευρωπαϊκό βραβείο Decart), έχοντας από το 1984 την έδρα της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ακοβας, εξηγεί με τον πιο απλό τρόπο πώς λειτουργεί η πρωτοποριακή αυτή έρευνα.
«Για να καταλάβουμε πώς μπορεί να γίνει ένα αντικείμενο αόρατο, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε γιατί είναι ορατό. Οταν δεν υπάρχει φως, δεν βλέπουμε τίποτα. Οταν υπάρχει φως (ηλιακό ή ηλεκτρικό), μπορούμε να δούμε ό, τι βρίσκεται τριγύρω μας, π. χ. μια μπάλα. Πώς; Οι ακτίνες φωτός πέφτουν στην μπάλα και αντανακλώνται από την επιφάνειά της σε διάφορες κατευθύνσεις. Οταν κάποιες από αυτές φτάσουν στα μάτια μας, αντιλαμβανόμαστε ότι η μπάλα είναι εκεί», εξηγεί ο κ. Σούκουλης.
Και πώς γίνεται ένα αντικείμενο αόρατο, ρωτάμε. «Η ομάδα του PHOME έφτιαξε ένα περίπλοκο πλέγμα με ένα συγκεκριμένο μεταϋλικό, το οποίο έχει την ιδιότητα να κατευθύνει τις ακτίνες φωτός που φτάνουν πάνω του. Τοποθέτησαν το πλέγμα αυτό μπροστά σε έναν καθρέφτη. Και το αντικείμενο που ήθελαν να κάνουν αόρατο το τοποθέτησαν μεταξύ πλέγματος και καθρέφτη. Κανονικά θα έπρεπε να βλέπουμε το πλέγμα, από πίσω το αντικείμενο και μετά τον καθρέφτη. Το ειδικό πλέγμα όμως κατευθύνει τις ακτίνες που αντανακλώνται από το αντικείμενο με τέτοιο τρόπο στα μάτια μας, ώστε να νομίζουμε πως δεν είναι εκεί και να βλέπουμε μόνο τον καθρέφτη που βρίσκεται πίσω από το αντικείμενό μας», σημειώνει ο κ. Σούκουλης.
Τα προβλήματα
Πότε θα μπορέσουν οι επιστήμονες να κάνουν αόρατο ένα αυτοκίνητο ή ακόμη κι εμάς; «Πρέπει να λύσουν δύο βασικά προβλήματα: Κατ’ αρχήν, το πλέγμα που έφτιαξαν είναι μικροσκοπικό (μερικά χιλιοστά του χιλιοστόμετρου) οπότε μόνο ανάλογα αντικείμενα μπορεί να κάνει αόρατα προς το παρόν. Υστερα, το πλέγμα μπορεί να κάνει κάτι αόρατο μόνο στο πεδίο της υπέρυθρης ακτινοβολίας, την οποία εμείς δεν βλέπουμε» απαντά ο ερευνητής, χωρίς να χάνει την αισιοδοξία του. «Δεν αποτελεί πρόβλημα να δημιουργηθεί ένα πολύ μεγαλύτερο πλέγμα. Για να λειτουργήσει όμως στην ορατή από εμάς ακτινοβολία θα χρειαστούν ακόμη κάποια χρόνια». Ενδεικτική της σημασίας του προγράμματος είναι η ανακοίνωση της Ευρωπαϊκής Επιτροπής: «Οι επιστήμονες πέτυχαν να διαμορφώσουν τη ροή του φωτός, ανοίγοντας τον δρόμο σε εξωτικές τρισδιάστατες συσκευές, όπως “μανδύες αορατότητας”. Εχουν επιτύχει να κάνουν αόρατα αντικείμενα μεγέθους μικρότερου του ενός χιλιοστόμετρου, αποδεικνύοντας ωστόσο την κατ’ αρχήν ορθότητα του επηρεασμού των οπτικών ιδιοτήτων των υλικών με τρόπους που μέχρι σήμερα θεωρούνταν αδύνατοι». Με όλα αυτά, το μέλλον της τεχνολογίας του αόρατου φαίνεται ορατό.
Αντικείμενα ακόμα πιο ορατά!
Τα πρωτοποριακά μεταϋλικά του PHOME μπορούν να συμβάλουν όχι μόνο στη δημιουργία ζωνών αοράτου (πίσω από «κουρτίνες» διαφορετικής διάθλασης), αλλά και στο να γίνουν πολλά αντικείμενα πιο ορατά! Παρόμοια μεταϋλικά μπορούν να οδηγήσουν στη δημιουργία φακών με σχεδόν άριστη διακριτική ικανότητα. Επίσης, μπορούν να πολλαπλασιάσουν την ικανότητα του λέιζερ να ξεχωρίζει και να διαβάζει στοιχεία στα υλικά ψηφιακής αποθήκευσης (π. χ. δίσκοι cd), ανεβάζοντας τρομερά τη χωρητικότητά τους. Πολύ πιο αποδοτικά πάνελ φωτοβολταϊκών, κεραίες κινητών τηλεφώνων με μεγαλύτερη απόδοση και μικρότερη ακτινοβολία, είναι μερικές ακόμα από τις μελλοντικές εφαρμογές της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Η πρωταγωνιστική συμμετοχή Ελλήνων ερευνητών δείχνει τις κρυμμένες δυνατότητες του εγχώριου δυναμικού. Ειδικά όταν βρίσκει ικανή χρηματοδότηση, όπως στη συγκεκριμένη περίπτωση που το PHOME ενισχύθηκε στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού προγράμματος «Μελλοντικές και αναδυόμενες τεχνολογίες (Future and Emerging Technologies, FET)», που χρηματοδοτεί πρωτοπόρες ιδέες στη βασική έρευνα.
(από την εφημερίδα "Καθημερινή", 8/1/2011)