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(guò)實(shí)驗(yàn)在負(fù)折射材料中實(shí)現(xiàn)了光學(xué)波段的反“多普勒”效應(yīng)，這為人類將來(lái)實(shí)現(xiàn)制作“隱形衣”的夢(mèng)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波和光波的頻率變化。大部分人只能從聲音上感覺(jué)到多普勒效應(yīng)的存在，比如當(dāng)火車(chē)接近時(shí)，我們感覺(jué)到聲調(diào)變尖銳（頻率增大），而當(dāng)火車(chē)漸遠(yuǎn)時(shí)，感覺(jué)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(shí)，光的頻率也會(huì)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(shí)，光的頻率會(huì)減小，表現(xiàn)為光的顏色會(huì)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(duì)首次在光學(xué)波段實(shí)現(xiàn)了反多普勒效應(yīng)，即當(dāng)光波探測(cè)器和物體接近時(shí)，實(shí)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(shuō)：“此次發(fā)現(xiàn)是世界上首次在光學(xué)波段實(shí)現(xiàn)反多普勒效應(yīng)?！?/p>
反多普勒效應(yīng)不會(huì)自然發(fā)生，因?yàn)樽匀唤绱嬖诘乃形镔|(zhì)的折光系數(shù)都大于等于1?？蒲泄ぷ髡叽舜吻擅畹剡\(yùn)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(shí)驗(yàn)。對(duì)于負(fù)折射材料斯威本大學(xué)高級(jí)研究員、研究論文合著者賈寶華博士解釋道：“舉例來(lái)說(shuō)，如果將一根棍子放在水里，你會(huì)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(jué)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(pán)存儲(chǔ)?！蔽恼潞现呃钕蚱讲┦空f(shuō)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)改變棱鏡和探測(cè)器的距離，從而實(shí)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(shuō)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?yàn)槠漕愃频奈锢頇C(jī)制。顧教授認(rèn)為科幻小說(shuō)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(shí)。對(duì)這一效應(yīng)更深層次的理解會(huì)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(cè)量其他天體接近、離開(kāi)地球的速度；運(yùn)用在雷達(dá)上測(cè)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(cè)人體的血液流動(dòng)。
