Görünmezlik… Eminim ki birçok kişinin en çok istediği süper güçler arasındadır. Bilim kurgu ve fantastik film yaratıcılarının da vazgeçilmezlerinden biridir.
Hadi önce Harry Potter’daki o ünlü hikayeden kısaca bahsedelim: Üç kardeşin hikayesi.
Peverell kardeşler Ölüm’ü bulurlar. Ölüm bu kardeşlere ne isterlerse gerçekleştireceği vadinde bulunur. Büyük kardeş düelloda hiçbir şekilde kaybetmeyecek bir asa olan mürver asayı, ortanca kardeş ölmüş birini geri getirmek için diriltme taşını ve küçük kardeş ise Ölüm’e güvenmediği ve ondan gizlenmek istediği için görünmezlik pelerini ister. Ölüm onların isteklerini yerine getirir. Ama özellikle küçük kardeşin görünmezlik pelerinini istemeye istemeye verir. Tek isteği saklanmak ve korunmak olan küçük kardeş, abilerine göre çok daha uzun süre Ölüm’den kaçar. Daha sonra Peverell’in görünmezlik pelerini nesiller boyu babadan oğula kalır ve kahramanımız Harry Potter’a ulaşır. Hikâyenin detaylarını merak edenler veya hatırlamak isteyenler için Hermonie Granger’ın anlattığı “Üç Kardeşin Hikayesi” sahnesinin YouTube’da bulabilirsiniz!
Peki, şimdi asıl bugünkü konumuza gelelim. Harry Potter’daki gibi bir görünmezlik pelerini yapmamız gerçekten mümkün mü? Yoksa sadece kurgudan mı ibaret?
Kısa Cevap: Yapacağız gibi ama işte o kadar da kolay değil!
Bilim insanları ve özel şirketler yıllardır bu hayal için çalışıyorlar aslında. Fakat büyülü bir pelerin yapmak için teknolojinin sınırlarını zorlamamız gerekiyor. Peki bu hedefe ne kadar yakınız?
2000’li yılların başında Tokyo Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, ileri düzey yansıtıcı bir malzeme kullanarak, giyen herkesin yokmuş gibi görünmesini sağlayan bir optik kamuflaj sistemi yarattı. Tabii ki, o zamandan beri bu teknolojinin birden fazla versiyonu ortaya çıktı ve gelişti. Bahsettiğimiz bu teknolojinin benzer, ancak kurgusal olan bir versiyonu, Görevimiz Tehlike 4 (Mission: Impossible -Ghost Protocol) filminde de kullanıldı.
Görünmezlik Cihazının En Önemli Özelliği: Işık Bükücü Olması!
Bir görünmezlik cihazından en büyük beklentimiz bir kişinin ya da nesnenin etrafındaki ışığı her yönden bükmesi.
Avatar çizgi dizisinde bükücüler vardı, hatırlarsınız. İşte onun ışık bükücü hallerini düşünelim. Bilim insanları ise bu ışığın bükülmesi durumunu ışığın kırılması olarak adlandırır. Işının geçtiği madde veya kısaca ortam değiştikçe ışığın yönü ve açısı da değişebilir.
Bunu günlük hayatta da kolayca gözlemleyebiliriz. Su dolu bardağın içerisine bir tane kurşun kalem koyalım. Farklı açılardan baktığımızda, içindeki kurşun kalem kırılmış gibi gözükür. Oysa bu tabii ki bir göz yanılsamasıdır. Bu yanılsamanın sebebini de ışığın farklı ortamlardan geçerken karşılaştığı direnç olarak düşünebiliriz. Bu dirence kırılma indisi adı verilir.
Her ortamın kırılma indisi farklıdır. Bu yüzden ortam değiştikçe, gözümüze ulaşan ışınlar da daha farklı gözükmeye başlar. Hatta ışığın hızı bile ortamdan ortama değişir bu kırılma indisi yüzünden. Işığın havada, suya göre 1.33 kat daha hızlı ilerlediğini söyleyebiliriz mesela. Şimdi ışığın hızını bir kenara bırakıp, görünmezlik pelerinine geri dönelim.
Gerçeğe En Yakın İhtimallerden Biri: Metamalzemeler
Doğadaki tüm maddelerin kırılma indisi pozitiftir. Bildiğimiz tüm teknolojiler, bu pozitif kırılma indisi üzerine kuruludur. Işık sadece başka bir ortama geçtiğinde bile gözlerimize inanamayacağımız bir illüzyona sebep oluyorsa, algılarımızla oynayıp bir şeyi tamamen görünmez hale getirmek mümkün olamaz mı? İşte bilim insanları tam da bunu sorunun cevabının kırılma indisinde saklı olduğunu fark etti. Fakat bir sorun vardı. Bir görünmezlik elde edebilmek için kırılma indisinin pozitif değil negatif olması gerekiyordu. Bu, var olan tüm maddelerden farklı bir madde üretmek demekti. Ve işte metamalzemeler böyle doğdu.
Meta kelimesini özellikle son zamanlarda çok sık duymaya başladık. Sanal bir dünya yaratılan metaverse’ten tutun da Facebook şirketinin adını Meta’ya çevirmesi gibi her an karşımıza çıkıyor. Muhtemelen bu yüzyılın en popüler kelimelerinden birisi meta olacak. Bu kelimeyi “öte” olarak çevirebiliriz. Metamalzeme ise “madde ötesi” olarak düşünülebilir.
Metamalzemeler Nasıl Çalışır?
Metamalzemeler, nano ölçekte tasarlanmış metal-dielektrik kompozitlerdir. Bu yapı, bir dizi yapay atom gibi davranarak ışınların bir nesnenin etrafından serbestçe geçmesini sağlar. Diğer bir deyişle, metamalzeme, kapladığı nesnenin etrafındaki ışığı yönlendirerek, nesnenin orada olmadığı yanılsamasını yaratır.
Yani, görünmezlik pelerini mantığı tamamen bir illüzyon numarasından ibarettir. Amacımız bir cismi yok etmek veya görüntüsünü bozmak değildir. Yoksa, mesela birçoğumuzun evinde bulunan buzlu camları bilirsiniz. Buzlu camlar da arkasındaki cismi görünmez veya az görünür hale getirir. Ama bizim istediğimiz bu değil. Yalnızca, o cismin önündeki ışığı, cismin etrafından geçecek şekilde bükmek ve arkada birleştirmek. Bunu bir dönel kavşaktan geçen arabaları düşünerek hayal etmek daha kolay olabilir.
Şu anda gerçek bir görünmezlik cihazı üretmeye ne kadar yakınız?
Şu anda görünmezlik pelerini elde etmemizin önünde iki temel sorun var:
İlki, bu görünmezliği, spektrumun “görünür bölge” kısmında sağlayabilmek.
2006 yılında, Duke Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı, nesneleri mikrodalgalardan gizleyebilen basitleştirilmiş bir gizleme cihazı oluşturmak için metamalzemeleri kullandı. Evet, bir görünmezlik pelerini prototipi elde ettik. Ama bu, zaten bizim gözümüzün göremediği mikrodalga bölgesine ait ışınları görünmez hale getiriyor. Görünür bölgede ise herhangi bir etkisi yok. Yani çıplak gözle baktığımızda pek bir anlam ifade etmiyor. Bu adım, nesneleri insan görüşünden gizleyememiş olsa da gerçek bir görünmezlik pelerini yaratmak için inanılmaz bir gelişmeydi.
İlk çalışmadan 10 yıl sonra, Duke Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, küçük bir nesneyi görünmez yapabilmek için kızılötesi bölgeden radyo dalgalarına kadar koruma sağlayabilen yedi katmanlı bir metamalzeme pelerini geliştirdiler.
2016 yılında gerçekleşen bu çalışma da bir şeyleri insan görüşünden gizleyemese de, gerçek hayatta kullanılabilecek bir görünmezlik pelerini yaratmada önemli bir adımdı.
Bu gelişmeler çok heyecan verici olsa da birçoğu yalnızca laboratuvar ölçeğinde geçerli olmaktaydı. Pratikte görünmezlik pelerinini hayata geçiren en önemli firmalardan biri ise HyperStealth Biyoteknoloji şirketiydi.
Görünmezliğe Bir Adım Daha Yaklaşmak
Birkaç paragraf yukarıda bahsettiklerimize daha önce rastlamamış olabilirsiniz. Ama büyük ihtimalle HyperStealth’ın yeni görünmezlik teknolojisini içeren “Görünmezlik Gerçek Oluyor!” temalı bir habere denk gelmişsinizdir. Şu anda özellikle savunma sanayinde kullanmak için geliştirilmekte olan bu ürün, gerçekten bir insanı, hatta askerî tankı kamufle ederek “görünmez” hale getirebilmenin ilk adımı olarak görülüyor.
Firma bu üst düzey saklama teknolojisini “lentiküler mercek” (lenticular lens) adı verilen mercek sayesinde başarmakta. Bu mercek tipi, ışığı görüş açısına göre kırar.
HyperStealth Biyoteknoloji firması, merceksi mercekleri düzenlemenin bir yolunu bularak malzemenin arkasında belirli mesafelerde “ölü noktalar” oluşturmayı başardı. Bu sayede önden bakıldığında malzemenin arkasındaki nesneyi görmeden sadece arka planı görürüz. İşte bu yanılsama bizde görünmezlik yanılsaması oluşturur. Diğer bir güzel haber ise, firma bu malzemeyi kâğıt kadar ince yapabiliyor. Bunun yanında, üretimin ucuz olduğunu ve güç kaynağı gerektirmediğini belirtiyor.
Bunun yanında HyperStealth CEO’su Guy Cramer, görünmezlik teknolojisi oluşturmak için kullanılan malzemelerin oldukça geniş yansıtıcı yüzey alanına sahip olduğunu ve bu sayede sadece görünmezlik alanında değil, güneş panellerinin verimliliğini artırmak için de kullanılabileceğini belirtmekte.
Filmlerdeki Gibi Bir Görünmezlik Pelerini Elde Ettik Diyebilir Miyiz?
Pek sayılmaz. Evet, Quantum Stealth ve metamalzemelerle yapılan çalışmalar çok umut vadedici. Yine de, şu anda tam bir görünmezlik elde ettiğimizi söyleyemeyiz. Görünmezliğe oldukça yakın bir sonuç elde edildi ve bakan kişilerin nesneleri ayırt etmesi zorlayıcı hale getirildi. Fakat, bu filmlerde gördüğümüz gibi “tamamen” bizi saklayacak bir teknoloji olduğu anlamına gelmiyor maalesef. Yazımızda bahsettiğimiz gibi, pratikte kullanılabilecek bir gizleme cihazının geliştirilmesindeki en büyük zorluk, bu cihazın insan gözünün gördüğü “görünür bölge” de dahil olmak üzere, birçok farklı dalga boyunu gizlemesi gerektiği. Henüz o seviyeye gelmemiz için kat etmemiz gereken biraz daha yolumuz var ama bilim bize bunun mümkün olabileceğini söylüyor.
Purdue’da elektrik ve bilgisayar mühendisi olan baş araştırmacı profesör Vladimir Shalaev “Görünmezlik pelerini oldukça kurgusal görünüyor, farkındayım, fakat fiziğin yasalarıyla tamamen örtüşüyor.” demiş ve eklemiş “İdeal olarak, eğer onu yaparsak kesinlikle Harry Potter’ın görünmezlik pelerini gibi olacaktır. Ağır olmayacak çünkü üzerinde çok az miktarda metal olacaktır.”
Fantastik edebiyatta veya bilim kurgu eserlerinde gördüğümüz “Ah keşke bizde de olsa” dediğimiz sihirli eşyaları yakında günlük yaşamda da görmemiz mümkün olabilecek gibi gözüküyor…
Arthur Clarke’ın da dediği gibi “yeterince gelişmiş bir teknoloji, sihirden ayırt edilemez.”
Kaynakça ve İleri Okuma
Alexander, D. (2021, February 19). Invisibility cloaks are no longer just science fiction. IE. Retrieved January 31, 2023, from https://interestingengineering.com/innovation/invisibility-cloaks-are-no-longer-just-science-fiction
Chen, W. T., Zhu, A. Y., Sanjeev, V., Khorasaninejad, M., Shi, Z., Lee, E., & Capasso, F. (2018, January 1). A broadband achromatic metalens for focusing and imaging in the visible. Nature News. Retrieved January 31, 2023, from https://www.nature.com/articles/s41565-017-0034-6
Invisibility cloaks are not just possible, but are becoming reality. Big Think. (2022, April 28). Retrieved January 31, 2023, from https://bigthink.com/starts-with-a-bang/invisibility-cloak-183582/
Researchers determine fundamental limits of invisibility cloaks. UT News. (2018, November 8). Retrieved January 31, 2023, from https://news.utexas.edu/2016/07/05/fundamental-limits-on-invisibility-cloaks/
Bize Destek Olmak İster Misiniz?
- Dilerseniz Patreon hesabımız üzerinden bize aylık veya tek seferlik bağış yaparak destekte bulunabilirsiniz.
- Daha detaylı bilgi almak için “Bize Destek Olabilirsiniz!” sayfamızı inceleyebilirsiniz!
