Svetlost ili mikrotalasni signali odbijaju se od brojnih prepreka i to dovodi do lošeg bežičnog prijema, šuma u radio talasima ili loše vidiljivosti u magli. Tehnološki univerzitet u Beču (Austrija) i Univerzitet u Renu (Francuska) zajedno su razvili iznenađujući metod za potpuno eliminisanje refleksije talasa.
Talasi prolaze bez refleksije kada se doda antirefleksni sloj (Foto: TU Beč)
Njihov metod može se koristiti, na primer, za dizajniranje dodatnog sloja na zidu koji je samo delimično propustljiv za bežični signal, tako da ceo signal može biti kanalisan kroz zid bez refleksije.
Do sada čak ni na teoretskom nivou nije bilo jasno da je tako nešto uopšte moguće, ali je istraživački tim uspeo da predstavi metod izračunavanja, kao i da ga uspešno testira u eksperimentu. Naime, mikrotalasi su poslati kroz kompleksni, neuređeni lavirint prepreka, a zatim je odgovarajuća antirefleksna struktura izračunata i postavljena ispred prepreka u eksperimentu. Rafleksija je skoro potpuno nestala i ni jedan talas se nije vratio na stranu sa koje su ubrizgani.
Oglas
"Zamislite da je slično antirefleksnom premazu na vašim naočarima", kaže prof. Stefan Rotter sa Instituta za teorijsku fiziku TU Beč. "Dodate još jedan sloj na površinu naočara, što onda uzrokuje da svetlosni talasi prolaze bolje do vaših očiju nego ranije - refleksija se smanjuje."
Sa konvencionalnim naočarima, ovo je i dalje relativno jednostavna i standardna tehnologija. Mnogo je teže kada se radi o neuređenom medijumu u kome se talas više puta raspršuje i odbija sve dok ne pronađe put iz takvog lavirinta komplikovanim putem. Zamućeno staklo ili komad šećera spada u ovu kategoriju, pa čak i betonski zid o koji udara radio signal. Talasi se rasprše, pa samo deo njih prođe, a ostatak se reflektuje ili apsorbuje u zidu.
Na osnovu istraživanja je zaključeno da čak i kod složenog raspršivanja talasa može postojati "premaz" koji sprečava bilo kakvu refleksiju. "Prvo, jednostavno morate da pošaljete određene talase kroz medijum i tačno izmerite na koji način se ti talasi reflektuju od materijala", objašnjava Michael Horodynski (TU Beč), prvi autor publikacije.
"Uspeli smo da pokažemo da se ove informacije mogu koristiti za izračunavanje odgovarajuće kompenzacione strukture za bilo koji medijum koji rasipa talase na složen način, tako da kombinacija medijuma omogućava da talasi prođu u potpunosti. Ključ za ovo je matematički metod koji smo razvili da bismo izračunali tačan oblik ovog antirefleksnog sloja," dodaje on.
U eksperimentalnoj implementaciji ove nove metode koja je sprovedena u Renu, mikrotalasi su prvo poslati kroz metalni talasovod u kome se talasi raspršuju pomoću desetina malih predmeta napravljenih od metala i teflona postavljenih potpuno nasumično i na neuređen način. Samo oko polovine mikrotalasnog zračenja stiže na drugu stranu, a ostatak se reflektuje.
Nakon preciznog merenja ponašanja rasejanja ovog sistema, bilo je moguće koristiti novorazvijenu metodu za izračunavanje koje dodatne tačke rasejanja čine savršen "antirefleksni sloj" za upravo ovaj slučajni sistem.
Ako se talasi prvo pošalju kroz antirefleksnu oblast sa matematički optimizovanim dodatnim tačkama rasejanja, a zatim putuju odatle kroz region sa nasumično raspoređenim raspršivačima, oni završe sto posto na drugoj strani - ni jedan talas se ne vraća u polaznu tačku i refleksija je zanemarljiva. To važi za bilo koji talasni oblik koji udari u antirefleksnu strukturu.
Činjenica da je raspršivanje talasa moguće kompenzovati dodatnim raspršivanjem, otvara mogućnosti u veoma različitim oblastima: tehnologija bi mogla biti korisna ne samo za bolji bežični prijem, već i za tehnike snimanja, na primer u biofizici. Dinamika talasa i njihovo raspršivanje takođe će igrati glavnu ulogu u 6G, sledećoj generaciji mobilnih komunikacija, jer se može smanjiti intenzitet mobilnih radio signala ako se pošalju odgovarajućim putevima od predajnika do prijemnika sa što je moguće manje refleksija.
