Cloaking. Making something appear invisible

Cloaking innebär att man med hjälp av metamaterial gör objekt osynliga genom att kontrollera den elektromagnetiska strålningen. Objekten finns fortfarande kvar i verkligheten men de elektromagnetiska vågorna böjs runt objektet utan att påverkas av det. I den här rapporten går vi igenom teori och experiment för cloakingkonceptet och ger exempel på möjliga konstruktioner och vad de kan åstadkomma. Slutsatsen av analysen är att permittiviteten och permeabiliteten hos en osynlighetsmantel måste vara både starkt anisotrop (riktningsberoende) och inhomogen (bestående av olika material). Genom att tillverka kompositmaterial som efterliknar dessa egenskaper har man demonstrerat cloaking för mikrovågor i 2D. De resonanta strukturer som utgör manteln begränsar bandbredden. Det kvarstår utmaningar för realiseringar i 3D. Däremot kan man sopa saker under mattan utan att ta till resonanta strukturer. Så kallade "carpet cloaks" som gör att ojämna ytor ser plana ut har realiserats bredbandigt för infrarött ljus. Man har också experimentellt demonstrerat cloaking för akustik och värmeledning i 2D. I det akustiska fallet har manteln mekaniska egenskaper som böjer ljudvågor runt ett objekt under vatten. Försvarsmakten kan vara intresserad av att utveckla teknologin för att dölja ubåtar från sonar eller för att skapa en ny klass av smygfartyg. I rapporten ger vi vidare exempel på s.k. antimagneter, bestående av två material. Dessa fungerar som osynlighetsmantlar för statiska, homogena magnetfält och kan ge viktiga fördelar i att reducera den magnetiska signaturen av fartyg eller ubåtar. De experiment som gjorts under de senaste åren visar att det åtminstone i 2D är möjligt att bygga strukturer som kröker vågors utbredning kring hinder. För vågutbredningsproblem kommer bandbredden troligen vara starkt begränsad. För statiska problem och värmeledning finns inga sådana begränsningar. Slutligen kommer, som med många andra forskningsområden, arbete med cloaking att ge upphov till en mängd andra tillämpningar där det är önskvärt att kontrollera energiflödet även om dessa kanske inte är lika spektakulära som fenomenet cloaking.