Bugüne dek İngilizler mikrodalga boyunda çalışan görünmezlik pelerini yaptılar. Oysa asıl marifet kişiyi Harry Potter gibi normal ışıkta görünmez yapan pelerin geliştirmek. Görünmezlik pelerini askeri kamuflaj, optik kuantum bilgisayar ve tomografi cihazlarında kullanılacak. Peki nasıl çalışıyor?
Işığı bükerek
Navarra Devlet Üniversitesi ile Valensiya Teknik Üniversitesi araştırmacıları, açık havada veya gün ışığında değil de su altında ve sisli havalarda çalışan bir görünmezlik pelerini geliştiriyorlar. Ancak, Harry Potter’daki görünmezlik pelerini nasıl çalışıyor derseniz ışığı bükerek çalışıyor.
Nasıl görüyorsunuz?
Sahilde deniz manzarası seyrederken bulutları görmenizin sebebi, bulutlardan gelen ışığın gözünüze girmesi. Karanlıkta bisiklete telefon flaşıyla ışık tuttuğunuz zaman da flaştan çıkan ışık ışınları bisiklete çarpıp gözünüze yansıyor. Siz de etrafınızı bu sayede görüyorsunuz.
Peki mavi bisikleti kırmızı bisikletten ne ayırdığını biliyor musunuz? Boyası elbette! Kırmızı boya aslında kırmızı dışındaki bütün renkleri emiyor ve sadece kırmızı dalga boyunu yansıtıyor. Bu yüzden siz de bisikleti kırmızı olarak görüyorsunuz. Aynı şey mavi bisiklet için de gerekli.
Kırmızı rengi oluşturan ışığın dalga boyu mavi ve mor renkten daha uzun: Bu nedenle mikrodalga boyunda veya aşağıda göreceğimiz gibi, radar dalgalarında çalışan bir görünmezlik pelerini yapmak kolay. Ancak, normal ışıkta çalışan görünmezlik pelerini yapmak çok zor.
Gökkuşağı etkisi
Sonuçta görünür ışık aslında gökkuşağı renklerinden oluşuyor: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, koyu mavi ve mor. Demek ki Harry Potter’ın görünmezlik pelerini tam 7 farklı dalga boyunu aynı anda bükmek ve genç sihirbazı görünmez yapmak zorunda.
Işığı bükerek nasıl görünmez olacağınıza gelince: Yukarıda bir şeyi görmek için o şeyden yansıyan ışığın gözünüze girmesi gerek dedik. Peki ışığı bükersek ve gözümüze girmek yerine başımızın sağından veya solundan gitmesini sağlarsak ne olur? Tabii ki o nesneyi göremeyiz!
Ancak, bir masaya 3 kişinin aynı anda baktığını düşünün. Biri sağdan, biri soldan ve biri de tepeden baksın. Bu durumda masayı nasıl görünmez kılacağız? Işığı her yönde bükmemiz lazım ki hiç kimse masayı göremesin.
Bilim insanları bu yüzden optik görünmezlik pelerini yapmayı başaramadılar. Diyelim ki kasıp sabahladınız ve masaya bakan 3 kişi için çalışan bir görünmezlik pelerini yaptınız. Peki futbol maçında gol atan Ricardo Quaresma’yı kendisini seyreden 40 bin kişiden (hepsi de forvete başka açılardan bakan seyircilerden) nasıl gizleyeceksiniz?
Öyle bir görünmezlik pelerini yapmanız lazım ki sahada koşarak sürekli yer değiştiren Quaresma’yı her yerde gizlesin. Yetmedi, tribündeki seyirciler de gol atınca havaya sıçradığı veya koltukta yer değiştirdiği zaman da gözlerden gizlesin. İşte bugüne kadar bunu yapmak zordu; ama artık çok daha kolay. Şimdi İspanyolların Dünya’nın ilk optik görünmezlik pelerinini nasıl geliştirdiğini görelim.
Bugüne kadar masaya koyduğumuz hareketsiz eşyaları mikrodalga ve kızılötesi dalga boylarında gözlerden gizlemeyi başardık. Kısacası Dünya’ya gerçekten Predatorlar saldırırsa üstünüze kızılötesi görünmezlik pelerini sarıp kımıldamadan durursanız sizi görmeden geçip giderler. Bu tamam.
Oysa artık hareketli cisimleri normal ışıkta görünmez kılmanın çok zor olduğunu biliyorsunuz. Bunu yapmak için size özel malzemeler gerekiyor.
Bu malzemelerin üstünde mikroskobik gözenekler olacak. Bu gözenekler o kadar küçük olacak ki ışığı oluşturan fotonların yolunu tek tek bükecekler. Fotonların yol değiştirmek zorunda kalacağı bir tür optik labirent oluşturarak ışığı bükecekler.
Elbette bir malzemeye elle bu kadar küçük delik açamazsınız. Ancak, plazmon denilen özel bir üretim tekniğiyle bizzat elektriği oluşturan elektronları kullanarak görünmezlik pelerini kumaşına trilyonlarca foton bükme deliği açabilirsiniz.
Ne de olsa su damlaları foton parçacıklarından çok daha büyük; ama böyle bir pelerinin ışığı bükmesi yeterli değil. Örneğin, ışığı bükerek sizi insan gözünde mavi renkli göstermesi yeterli değil. Işığı öyle bir bükeceğiz ki siz herkesin gözünde görünmez olacaksınız. Sivrisinek gözünde bile!
Ancak, fizik yasaları gereği tek bir sihirli malzeme ile kimse sizi görünmez yapamaz; çünkü görünmez olmak için ışığı imkansız açılarda bükmeniz gerekiyor.
Evet, bu işin çözümü iki farklı malzeme kullanmak: Işığı bükmek için iki malzeme alacağız ve bunları gofret gibi üst üste yapıştıracağız. Bunlar da içinden geçen ışığı tek malzeme için imkansız açılarda bükerek görünmez olmamızı sağlayacak. Görünmezlik için bir arada kullanılan kompozit malzemelere metamateryal diyoruz.
Açık havada çalışmıyor
İspanya’dan C. García-Meca, Miguel Beruete ve Bakhtiyar Orazbayev bütün bu zorlukları aşarak hareket halindeki bir cismi, yine hareket halindeki gözlemcilerden tümüyle gizleyen bir görünmezlik pelerini yapmanın şimdilik imkansız olduğunu söylüyor:
“Özellikle de açık havada ve esnek kumaşla bunu yapamayız. Masada duran bir cismin üstüne onu görünmez yapan bir kutu koymak nispeten kolay; ama görünmezlik pelerini havada dalgalanacak ve kumaş gibi buruşup kırışacak. O yüzden, Predator filmindeki uzaylının havada az da olsa dalgalanmasına şaşırmayın. Görünmez olmak marifet ister.”
Aslında tam gol atarken görünmez olmasını istemezsiniz; ama Quaresma defansı geçmek için görünmez olmak isteyebilir.
Marifet demişken
İspanyol araştırmacılar bunun için bir hile yapmaya karar verdiler: Biliyorsunuz, sisli havada ve su altında ışık zaten bükülüyor. Örneğin, sisli hava kovboy filmlerinde beyazlara saldıran yerlileri gözlerden gizliyor. Su altında da uzaktaki balıkları göremiyoruz. Demek ki doğada puslu havada çalışan görünmezlik pelerinleri var.
İşte İspanyollar da bu şekilde çalışan bir görünmezlik pelerini tasarladılar. Henüz prototip geliştirmediler; ama bilgisayar simülasyonları başarıya ulaştı. Bilim insanları bu tür sisli hava görünmezlik pelerinlerine yayıngan atmosfer görünmezlik pelerini diyor.1
Şimdiden hareketsiz insanlar Predator’dan gizleyen görünmezlik pelerinleri yaptık. Bunlar termal kameraların sizi gece görmesini engelliyor ve özel timlerin rüyası.
Sadece askeri amaçla değil
Görünmezlik pelerini sadece komandoları gözden gizlemekte kullanılmayacak. İşin barışçıl ve sivil kullanıma yönelik yanları var. Örneğin, gün ışığını evin her köşesine dağıtarak loş evlerde gündüz lamba yakma ihtiyacını tümüyle ortadan kaldıran akıllı perdelere ne dersiniz?
García-Meca diyor ki “Yayıngan ortamlar arasında sisli hava, bulanık su veya baca dumanını sayabiliriz. Aslında organik dokular da buna dahil. Biz böyle bir görünmezlik pelerini geliştirsek bunu tomografi cihazlarında ve diğer beden görüntüleme sistemlerinde kullanırız.”
Akıllı telefon kamerasıyla Superman görüşü yazısında anlattığım gibi, ışığı ve radyo dalgalarını özel bir şekilde bükerek nesnelerin içini Superman gibi görmemiz mümkün. İspanyol marka görünmezlik pelerini de tomografi cihazlarının hastanın içini gündüz gözüyle görmesini sağlayacak.
Böylece checkup yapan insanları kısa süre için de olsa yüksek enerjili radyasyona maruz bırakmadan tarayabileceğiz. Hem hastanelerde elektrik tüketimi azalacak, hem tarama maliyetleri düşecek, hem de yeni cihazlar daha sağlıklı çalışacak.
Kaçımız mağazaya girince sevdiğimiz gömleği rengi kalmadığı için satın almaktan vazgeçip dışarı çıktık? Yeni görünmezlik pelerinleri ise gelecekte istediğimiz renge giren kıyafetler üretmeyi sağlayacak. O zaman maliyeti artıran ve çevreyi kirleten kumaş boyası kullanmaya da gerek kalmayacak.
Akıllı kamuflaj
Sisli havalarda çalışan görünmezlik pelerini açık havada çalışmadığı gibi spot ışıkları altında da çalışmayacak; çünkü mantık aynı. Bu nedenle istediğimiz gibi renk değiştiren kumaşlara daha var. Ancak, İspanyol dehası da burada devreye giriyor:
Optik fizikçiler bu kez her şeyi görünmez kılacak bir evrensel görünmezlik pelerini geliştirmediler. Bunun yerine tencere, tava, insan gibi farklı renkler, farklı boylar ve farklı şekillerdeki cisimleri bilgisayarda gruplara ayırarak kategorize ettiler.
Ardından, neyi görünmez kılacaklarına karar verip (örneğin kara kedi) ona uygun bir görünmezlik pelerini üretmeye odaklandılar. Kısacası tahtayı veya pastayı görünmez kılmak için farklı meta materyaller kullanacaklar.
Elbette her cisim için farklı bir pelerin söz konusu değil; ama paltoların sadece kışın giyilmesi gibi, görünmez kılınacak eşyaları da genel gruplara ayıracaklar. Bu grupların arasında radara görünmez olan hayalet uçaklar da bulunuyor.
Günümüzde B2 bombardıman uçağı ile F-117 gibi taarruz uçakları, radarlara görünmez olmak için radyo dalgalarını emen özel bir boya ve çarpık gövde açıları kullanıyor. Bu yüzden hayalet uçakların şekli normal uçaklardan farklı oluyor.
Ancak, bu gerçek anlamda görünmezlik değil. Hayalet uçak teknolojisi sadece uçağın radar görüntüsünü küçültüyor. Böylece bir avcı uçağı radarda kuş gibi görünüyor. Yalnız Amerikalılar ve Çinliler hayalet uçakları bile görmeyi başaran kuantum radarlar geliştiriyor.
Bu nedenle Iowa Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, uçakları radarlar için gerçekten görünmez kılan özel bir görünmezlik pelerini geliştirmeye karar verdiler. Bu pelerin sadece çarpık şekilli uçaklar ve radyo dalgalarını emen boyalar kullanmayacak.
Aynı zamanda, uçağı Ortaçağ şövalyelerinin zincir zırhı gibi kaplayacak ve aktif olarak radyo dalgalarını büküp uçağı radarda tümüyle görünmez kılacak.
Fizikçiler bunun için ortası yarık silikon halkalardan oluşan özel bir zincir zırhı geliştirdiler. Bunlar yüzük gibi kapalı halkalar değil de sıkı bükülmüş at nalına benzeyen ucu açık halkalar. Ancak, zincir zırh gibi iç içe geçmiş durumdalar.
Sıvı metal
Terminator filmindeki sıvı metal robot T-1000 sizi şaşırtmasın. Gerçek dünyada da sıvı metal var. Örneğin cıva; ama cıva hem zehirli hem de görünmezlik pelerini yapmaya uygun değil.
Amerikalılar bunun yerine galinstan denilen özel bir sıvı metal aldılar. Ardından, silikon halkaların içine galinstan doldurdular. Böylece elektriğe direnç gösteren yalıtkan bir zincir zırh ortaya çıktı.
Amerikalılar her şeye havalı bir isim vermeyi severler. Uçaklar için yeni geliştirdikleri görünmezlik pelerinine de meta deri adını verdiler.2
Bu pelerin radyo dalgalarını tümüyle emiyor ve uçağın radar ekranında kaybolmasını sağlıyor. Üstelik zincir zırh gibi esnek; yani istediğiniz uçağın gövdesini bununla örtebiliyorsunuz (İzocam gibi dış kaplamanın hemen altına yerleştiriliyor).
Neden esnek derseniz bu tür bir görünmezlik pelerini ile hayalet uçak olmayan sıradan uçakları bile büyük ölçüde görünmez kılmak mümkün olacak. Ayrıca zincir zırhın şeklini değiştirerek sadece dost radarların uçağı görmesini sağlayabilirsiniz. Böylece uçak istediğiniz kişiye görünmez olur.
Şimdi normal ışıkta çalışan böyle bir görünmezlik pelerini yaptığımızı düşünelim. O zaman Harry Potter, sadece Lord Voldemort gibi kötü adamlardan gizlenebilir; ama arkadaşları onu görmeye devam eder.
Ancak, illa tekniğe gireceğim diyorsanız bu tür seçici görünmezlik pelerinlerin, sıvı metal galinstan ile dolu olan ucu açık silikon halkaların eğri diyaelektrik materyaller oluşturmasıyla çalıştığını belirtelim. Kısacası radar dalgalarını manyetik alanlarla büküyor ve emiyor. Bu yüzden, gelecekteki optik pelerinleri de bükünce veya başka şekilde katlayınca farklı farklı kişilere görünmez olacaksınız.
Gerçek seçici optik görünmezlik pelerinleri şimdilik hayal; ama Amerikalılar hayalet uçaklar için geliştirdikleri görünmezlik pelerinini baz alarak bir gün bu tür kamuflaj sistemleri geliştirmeyi umuyorlar.
Şimdilik 8-10 gigahertz aralığındaki radar sinyallerinin yüzde 75’ini emen bir çözüm geliştirdiler. Ancak, sırada ışığı büken kristallerden üretilen optik kuantum bilgisayarlar ve manyetik solucandelikleri ile çalışan görünmezlik pelerini var ve tabii ki onu da yazdım.