How scientists are creating real-life invisibility cloaks - Max G. Levy

Translator: Ngọc Châu Phạm Reviewer: Nguyễn Hà Thi Ân

A spy presses a button on their suit and blinks out of sight.

Chàng điệp viên nhấn nút trên bộ suit và biến mất khỏi tầm nhìn trong chớp mắt.

A wizard wraps himself in a cloak and disappears limb by limb.

Gã phù thủy quấn mình trong chiếc áo choàng và dần dần biến mất.

A star pilot flicks a switch and their ship vanishes into space.

Viên phi công tàu vũ trụ bật công tắc và con tàu như tan biến trong không gian.

Invisibility is one of the most tantalizing powers in fiction,

Tàng hình là một trong những quyền lực hấp dẫn nhất trong các tiểu thuyết,

spanning all kinds of stories.

có mặt trong tất cả các thể loại câu chuyện.

But could this fantasy ever become a reality?

Nhưng liệu điều kì diệu này có khi nào trở thành hiện thực?

Well, invisibility is a relative term.

Chà, tàng hình là một thuật ngữ tương đối.

Researchers and engineers working in stealth technology

Các nhà nghiên cứu và kỹ sư làm việc trong lĩnh vực công nghệ tàng hình

have developed planes nearly undetectable to radar,

đã phát triển các loại máy bay gần như không thể phát hiện được bởi radar,

and cloaks that conceal tanks from thermal cameras.

và lớp phủ giúp xe tăng không bị phát hiện bởi máy ảnh nhiệt.

But these innovations don't make things invisible to the human eye.

Nhưng những phát minh này không làm mọi thứ trở nên vô hình với mắt người.

Our eyes see by taking in the visible light waves that reflect off objects.

Mắt chúng ta nhìn thấy bằng cách tiếp nhận các sóng ánh sáng phản xạ từ các vật thể.

So to make an object invisible without turning off the lights,

Vì vậy, để làm cho một vật thể vô hình mà không cần tắt đèn,

our eyes would need to see the light from behind that object,

mắt chúng ta cần nhìn thấy ánh sáng từ phía sau vật đó,

rather than the light bouncing off the object itself.

thay vì ánh sáng phản xạ từ chính vật thể đó.

And to do that, we need to be able to control these visible light waves.

Và để làm được điều đó, ta cần có khả năng kiểm soát những sóng ánh sáng này.

One way to do this is through reflection.

Một cách để làm điều này là thông qua sự phản chiếu.

This method is predictable,

Phương pháp này có thể dự đoán được,

but it requires maintaining angles too precise for most moving targets.

nhưng nó cần phải duy trì thật chính xác các góc cho hầu hết các mục tiêu di động.

Researchers can also absorb light with ultra-black surfaces

Các nhà nghiên cứu cũng có thể hấp thụ ánh sáng bằng các bề mặt siêu đen

covered in light-capturing nanotubes,

được bao phủ bởi các ống nano hấp thu ánh sáng,

but painting something black doesn’t exactly make it invisible.

nhưng sơn một thứ gì đó màu đen không làm cho nó trở nên vô hình.

So instead, many researchers are trying to reroute wavelengths around an object

Vì vậy, thay vào đó, nhiều nhà nghiên cứu đang cố gắng định tuyến lại

các bước sóng xung quanh một vật thể

using refraction.

bằng cách sử dụng sự khúc xạ.

Refraction describes how light changes direction

Sự khúc xạ mô tả cách ánh sáng thay đổi hướng

when it passes between materials of differing density.

khi nó đi qua giữa các vật liệu có mật độ phân tử khác nhau.

When light passes from a less dense medium into a denser one,

Khi ánh sáng chuyển từ môi trường có ít sang nơi có mật độ phân tử nhiều hơn,

its path gets slightly bent.

đường đi của nó sẽ hơi cong.

Consider how someone’s legs look when you sit at the edge of a pool.

Hãy xem đôi chân của một người trông như thế nào khi ngồi bên mép hồ bơi.

Since water is denser than air,

Vì mật độ các phân tử trong nước đặc hơn trong không khí,

the light waves reflecting from the water to your eyes speed up and bend.

sóng ánh sáng phản xạ từ nước đến mắt bạn tăng tốc và bị uốn cong.

In nature, this effect has limits.

Trong tự nhiên, hiệu ứng này có những giới hạn.

Even when passing through natural materials

Ngay cả khi đi qua các vật liệu tự nhiên

with the highest refractive indexes,

có các chỉ số khúc xạ cao nhất,

light can only bend so far.

ánh sáng chỉ có thể uốn cong đến mức này.

But in the lab, we can shatter those limits.

Nhưng trong phòng thí nghiệm, ta có thể phá vỡ những giới hạn đó.

In the 1990s, theoretical physicist John Pendry

Vào những năm 1990, nhà vật lý lý thuyết - John Pendry

was working with a defense lab to create a way to absorb radar signals.

đã làm việc với phòng thí nghiệm quốc phòng

để tạo ra một cách tiếp thu tín hiệu radar.

The result was a mesh of carbon fibers so thin and densely woven

Kết quả đã tạo ra một lưới sợi carbon mỏng và được đan chặt với nhau

that they interacted with light in an entirely different way

đến mức chúng tương tác với ánh sáng theo một cách hoàn toàn khác

from regular carbon.

với carbon thông thường.

This inspired Pendry to try similar tricks with other materials.

Việc này đã khiến cho Pendry áp dụng thủ thuật tương tự với các vật liệu khác.

By altering them at the microscopic level,

Bằng cách thay đổi chúng ở cấp độ hiển vi,

Pendry could add tiny microstructures

Pendry có thể thêm các cấu trúc vi mô nhỏ

capable of capturing and bending light in ways previously thought impossible.

có khả năng thu và bẻ cong ánh sáng

theo những cách mà trước đây được cho là không thể làm được.

He called this technology metamaterials and developed his most famous example:

Ông gọi công nghệ này là siêu vật liệu

và dùng nó để phát triển ví dụ nổi tiếng nhất của mình:

a split ring resonator—

bộ cộng hưởng vòng tách -

a metamaterial structure which allowed him to bend light past the theorized limit.

một cấu trúc siêu vật liệu cho phép uốn cong ánh sáng vượt qua giới hạn lý thuyết.

The discovery of negative refraction

Việc phát hiện ra khúc xạ âm

kicked off the modern wave of invisibility research.

đã khởi động làn sóng nghiên cứu kỹ thuật tàng hình hiện đại.

To date, labs have designed metamaterials that can completely steer away microwaves.

Cho đến nay, các phòng thí nghiệm đã thiết kế các siêu vật liệu

hoàn toàn có thể tránh được sóng microwave từ lò vi sóng.

But a true invisibility cloak would need to bend all wavelengths of visible light

Nhưng một chiếc áo choàng tàng hình thực sự

sẽ cần phải uốn cong tất cả các bước sóng của ánh sáng nhìn thấy

simultaneously and without distortion,

đồng thời và không bị biến dạng,

and refraction doesn’t treat all wavelengths equally.

và khúc xạ không xử lý tất cả các bước sóng như nhau.

Consider how refractive materials produce rainbows with varying colors.

Hãy xem cách vật liệu khúc xạ tạo ra cầu vồng với nhiều màu sắc khác nhau.

Despite leading the field, metamaterials aren't the only route toward invisibility.

Mặc dù đi đầu trong lĩnh vực này,

siêu vật liệu không phải là con đường duy nhất để đạt được công nghệ tàng hình.

One lab was able to create a controlled desert mirage using hot air

Một phòng thí nghiệm đã tạo ra một ảo ảnh sa mạc có thể điều khiển

bằng cách sử dụng không khí nóng ngay trên mặt đất

just above the ground to refract light from the cooler air around it

để khúc xạ ánh sáng từ không khí mát hơn xung quanh nó

to create distortions and illusions.

để tạo ra sự biến dạng và ảo ảnh.

Unfortunately, this model only operates at thousands of degrees.

Thật không may, mô hình này chỉ hoạt động ở hàng nghìn độ.

Another lab created a unique configuration of glass lenses

Một phòng thí nghiệm khác đã tạo ra một cấu hình độc đáo của thấu kính thủy tinh

which can bend the light around an object within a ring-shaped area

có thể uốn cong ánh sáng xung quanh một vật thể trong một khu vực hình vòng

in the lens.

trong thấu kính.

This lens could be made large enough to obscure an entire person,

Ống kính này có thể được làm đủ lớn để che khuất toàn bộ con người,

but its effect only works when both the observer and the obscured

nhưng hiệu ứng của nó chỉ hoạt động khi người quan sát và người bị che khuất

stand in the exact right positions.

đều đứng ở đúng vị trí chính xác.

And attempts using cameras to record environments and project them over a cloak

Và những nỗ lực sử dụng máy quay để ghi hình cảnh quan xung quanh

và chiếu chúng lên áo choàng

have been hindered by lag and color distortion.

đã bị cản trở bởi độ trễ và sự biến dạng màu sắc.

These efforts, and many more,

Những nỗ lực này, và nhiều nỗ lực khác,

still have a ways to go towards bringing this magical technology to life.

vẫn có cách để đưa công nghệ kỳ diệu này vào cuộc sống.

But if one thing is true about science,

Nhưng nếu có một điều đúng về khoa học,

it’s that the limitations we see today could simply disappear.

thì đó là những hạn chế mà chúng ta thấy ngày nay có thể đơn giản biến mất.