陈红胜
光波改变实验
最近,浙江大学国际电磁科学院陈红胜教授团队与国际团队合作,使用玻璃,制造出了能在水中隐形的六边形柱状和能在空气中隐形的多边形隐身器件,使金鱼和猫成功“隐身”。这一成果发表在2013年10月的《自然-通讯》杂志,后来,该成果的论文又刊登在物理学顶级学术刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。
对此,隐身衣理论体系的提出者彭德里在接受英国《卫报》采访时表示:“这项工作是隐身衣研究领域一个真正的进步。”
陈红胜是东阳南马人,毕业于东阳中学,他在高中期间,门门功课都很拔尖,曾获得全国数学联赛二等奖、浙江赛区一等奖,全国物理竞赛浙江赛区三等奖,全国化学竞赛浙江赛区三等奖。他高中会考成绩是全A,1996年,高三没毕业就被保送到浙江大学混合班。他目前是浙江大学教授、博士生导师,国家首批青年拔尖人才计划入选者。他曾在2006至2008年期间以访问科学家的身份到美国麻省理工学院电磁波理论与应用研究中心工作,主要研究内容包括新型人工电磁材料、异向介质、电磁波隐身等。
东阳中学的师生收看了相关的新闻报道,求知欲大增,一些同学还查阅了隐身衣方面的资料,好奇地向陈红胜教授提问。通过电子邮件,学校把学生的问题转达给陈红胜。很快,目前正在美国工作的陈红胜,通过电子邮件的方式认真解答了学弟学妹的问题。两代“东中人”之间的科学探讨颇为有趣。
高一(4)班的张扬同学问:“使用玻璃作为隐形器件的材料,需要经过怎样的处理?”
陈红胜解答:“我们的装置中使用的是折射率1.8左右的玻璃,加工成特定的尺寸和角度,让光线的路径满足我们设计的要求。为了减小反射,最好要在光线经过的几个面中镀上增透膜。”
高三(16)班的吕佳俊问:“隐形器件使人眼看不到物体,那么用别的手段能识别吗?”
陈红胜解答:“用手摸、接触就能识别;用其他频段如微波探测或红外热成像等方式也能识别,因为在不同的电磁波频段,物质的性质是不同的。”
胡江健同学的提问从应用角度,具有一定的典型性:“隐形器件在可见光频段的潜在发展价值与微波段的相比,有何特殊意义?”
陈红胜解答:“可见光波段能用人眼观察到,在可见光波段的隐形器件,满足人类常说的‘隐身’梦想,这些研究与我们日常生活息息相关。”
也有一些同学对该研究可能带来的不利影响提出了疑问,文科学生韦翔问:“隐身器件将来如果在安全、娱乐、监控领域发挥作用,也就可能会被不法分子利用,如何减少其弊?”
陈红胜解答:“就像核能既能用来造武器,也能用来发电。隐身技术如果真的到了实际应用阶段,必定要有规章制度层面的监管,也要开发新的‘反隐身’技术,让它尽量能够用在正途上,造福社会。”
陈红胜告诉学弟学妹们,人之所以能看到各种各样的东西,是因为光射到这些东西上后,被它阻挡并反射到人的眼睛。隐身技术的原理就是改变电磁波(光是其中一种)在材料中的折射率,即不再让这些东西反射光,让这些物体隐于无形。这是科学家、工程师以及科技爱好者梦寐以求的目标,但科学家们一直没有找出隐身材料变化与隐形效果之间的关系。而陈红胜带领的团队,他们的研究在理论上回答了完美隐身衣能否得到实现的问题,并由此可以计算出怎样的参数可以实现多少程度上的隐形。他的研究发现,完美的隐身衣,既不反射电磁波,也不会吸收,因为那样电磁波都会发生变化。“所以,应该是让电磁波‘转弯’,绕着物体走,这样物体就能‘隐身’。”陈红胜解释,这就像小溪里的流水,经过一块石头时,溪流会绕过石头后再合拢了继续向前,就像没有遇到过石头一样。当然,隐身技术只能实现在某一个频率上隐形。电磁波从频率上可以分为一段段,其中某一段可以被肉眼看到,那就是光波。肉眼见不到的隐身衣虽然在光波频率范围内能够实现隐形,但是用其他频段的电磁波还是可以探测到。同样道理,能逃过雷达监测的隐形飞机,用肉眼却是可见的,即在光频下没有隐形。
学弟学妹们对学长的高中时代也比较感兴趣,陈红胜说:“母校令我印象最深和受益最大的是学到了扎实的数理知识并培养了对数学、物理的兴趣,尤其是进了数学、物理、化学的竞赛辅导班,知识能够贯通了,这对我以后读大学、读研究生,甚至工作都受益匪浅。”
静得下心,沉得住气,吃得起苦,这是陈红胜在读高中时留给老师们的印象。当年,他同时获得全国数学联赛、浙江物理竞赛和化学竞赛的奖项,竞赛辅导老师直呼“太不容易了”。
每个人的成长轨迹都是独特的,陈红胜的求学经历和科研成果,给东中的学弟学妹传递了很多正能量。
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