澳大利亞墨爾本2011年3月17日電 /美通社亞洲/ -- 上海理工大學(xué)和澳大利亞斯威本科技大學(xué)的學(xué)者首次通過實驗在負(fù)折射材料中實現(xiàn)了光學(xué)波段的反“多普勒”效應(yīng)，這為人類將來實現(xiàn)制作“隱形衣”的夢想提供了可能性。
多普勒效應(yīng)為人們所熟知。從物理學(xué)上講，多普勒效應(yīng)描述的是當(dāng)觀察者和聲源/光源之間有相對運動時，聲波和光波的頻率變化。大部分人只能從聲音上感覺到多普勒效應(yīng)的存在，比如當(dāng)火車接近時，我們感覺到聲調(diào)變尖銳（頻率增大），而當(dāng)火車漸遠(yuǎn)時，感覺到聲調(diào)變低（頻率下降）。光學(xué)里也有類似的多普勒效應(yīng)，當(dāng)觀察者和物體接近時，光的頻率也會增加，表現(xiàn)為光的顏色向藍(lán)光方向偏移（藍(lán)光頻率高、紅光頻率低），而當(dāng)光源快速離去時，光的頻率會減小，表現(xiàn)為光的顏色會向紅光方向偏移。
在上海理工大學(xué)莊松林院士和斯威本科技大學(xué)顧敏院士的帶領(lǐng)下，中澳聯(lián)合科研團(tuán)隊首次在光學(xué)波段實現(xiàn)了反多普勒效應(yīng)，即當(dāng)光波探測器和物體接近時，實現(xiàn)了由藍(lán)光向紅光的偏移，即光頻的遞減。斯威本科技大學(xué)微光子學(xué)中心負(fù)責(zé)人顧敏院士說：“此次發(fā)現(xiàn)是世界上首次在光學(xué)波段實現(xiàn)反多普勒效應(yīng)。”
反多普勒效應(yīng)不會自然發(fā)生，因為自然界存在的所有物質(zhì)的折光系數(shù)都大于等于1?？蒲泄ぷ髡叽舜吻擅畹剡\用了由硅制造的具有負(fù)折射特性的納米結(jié)構(gòu)光子晶體完成了實驗。對于負(fù)折射材料斯威本大學(xué)高級研究員、研究論文合著者賈寶華博士解釋道：“舉例來說，如果將一根棍子放在水里，你會看到棍子向上彎曲。如果是一種負(fù)折射率材料，這種彎曲恰恰相反。這是一種反直覺的現(xiàn)象?！薄斑@種負(fù)折射材料可以有廣泛的用途，比如研制具有超分辨能力的超透鏡，用于下一代高密度光盤存儲?！蔽恼潞现呃钕蚱讲┦空f。在實驗過程中，科研工作者發(fā)射一束激光到特制的光子晶體“超棱鏡”上，再通過改變棱鏡和探測器的距離，從而實現(xiàn)了多普勒效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)。
反多普勒效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，為科幻小說中描述的尖端的技術(shù)，如隱形衣等的發(fā)明提供了更大的可能性，因為其類似的物理機(jī)制。顧教授認(rèn)為科幻小說中描述的有些尖端技術(shù)可能比我們大多數(shù)人認(rèn)為的更快的成為現(xiàn)實。對這一效應(yīng)更深層次的理解會在科技應(yīng)用方面產(chǎn)生非常積極的意義，它可以用于天文學(xué)家測量其他天體接近、離開地球的速度；運用在雷達(dá)上測量物體的速度；或者應(yīng)用到醫(yī)學(xué)成像技術(shù)上監(jiān)測人體的血液流動。
