तरल पदार्थों में वस्तुओं को “अदृश्य” बनाना


दो अनुसंधान समूह डिज़ाइन की गई संरचनाएं हैं जो वस्तुओं को प्रवाह और तरंगों से द्रव में छिपा सकती हैं, वस्तु के चारों ओर अपने प्रवाह को इस तरह से निर्देशित कर सकती हैं कि वे कोई जगा नहीं छोड़ती हैं। एक सियुआन ज़ू के नेतृत्व में झेजियांग विश्वविद्यालय और ज़ियामेन विश्वविद्यालय की एक चीनी टीम है और दूसरी जुह्युक पार्क के नेतृत्व में सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी की एक दक्षिण कोरियाई टीम है। दोनों कार्यों को “भौतिक समीक्षा पत्र” के हालिया अंक में प्रकाशित किया गया है।

पिछले एक दशक में, शोधकर्ताओं ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों, ध्वनि और गर्मी के लिए अदृश्य लबादों का निर्माण करने के लिए जटिल कृत्रिम सामग्री, “मेटामैटिरियल्स” का उपयोग किया है, जो तरंगों को इस तरह से मोड़ते हैं जो पारंपरिक सामग्री नहीं कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, चुपके विमान, इस तरह के विद्युत चुम्बकीय लबादों का उपयोग करते हैं। तरल पदार्थों के लिए, “हाइड्रोडायनामिकल क्लोक” के पिछले प्रयासों में माइक्रोपंप जैसे सक्रिय तत्वों की आवश्यकता होती है।

संयुक्त डिजाइन में पहले लबादे में छोटे खंभों की एक अंगूठी शामिल होती है – एक निष्क्रिय लबादा जिसमें किसी इनपुट ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है – जो आने वाले तरल पदार्थ को इस तरह से विक्षेपित करता है कि रिंग के बीच में शून्य ड्रैग होता है। दूसरा लबादा पतले प्लेटफार्मों की एक जोड़ी है जो एक जल चैनल के अंदर वस्तुओं के चारों ओर कीप तरंगों को फैलाता है।

कोरियाई शोधकर्ताओं ने धीमी गति से चलने वाले तरल पदार्थ की एक शीट में बैठे एक छोटी सी बाधा पर ड्रैग को रद्द करने के लिए आवश्यक मेटामटेरियल के प्रकार की गणना की। परिणामी डिज़ाइन एक गोलाकार “भूलभुलैया” है जिसमें 523 खंभे होते हैं जो सीधे मध्य क्षेत्र से दूर होते हैं जहां बाधा स्थित होती है। यह पाया गया कि जब एक वस्तु, जैसे कि एक सिलेंडर, को लबादे के अंदर रखा जाता है, तो बहता हुआ पानी बिना किसी जगा के वस्तु के चारों ओर विक्षेपित हो जाता है। सुधार के साथ, ऐसा उपकरण जहाजों या पनडुब्बियों पर खिंचाव को कम कर सकता है।

दूसरी ओर, अपने निष्क्रिय हाइड्रोडायनामिक क्लोक के लिए, चीनी टीम ने ग्रेडिएंट इंडेक्स मेटामटेरियल्स (जीआईएम) से बने लबादों में इस्तेमाल किए गए सिद्धांत का इस्तेमाल किया जो प्रकाश तरंगों को संकीर्ण “ट्रैप्ड मोड” में परिवर्तित करते हैं जो ऑप्टिकल वेवगाइड में बाधाओं से बचते हैं। शोधकर्ताओं ने 60 मीटर लंबे वेव टैंक के किनारे पर दो पतले प्लेटफॉर्म स्थापित किए। प्लेटफार्मों ने उथले क्षेत्रों का निर्माण करके जीआईएम की तरह काम किया जहां तरंगें अधिक धीमी गति से यात्रा करती हैं। तरंग आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ परीक्षणों में, टीम ने पाया कि आने वाली विमान तरंगें प्लेटफॉर्म के ऊपर फंसे हुए मोड में परिवर्तित हो गईं, जिससे टैंक के बीच में लगभग तरंग-मुक्त हो गया।

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