惊！科学家证实：电磁能量吸收存在基本极限

　　杜克大学的电气工程师已经确定了给定厚度的透明材料能吸收多少电磁能的理论基本极限。这一发现将有助于工程师优化设计用于屏蔽某些频率辐射同时允许其他频率辐射通过的设备，用于隐形或无线通信等应用。

杜克大学电气和计算机工程教授Willie Padilla说：“已知宇宙的许多物理已经有了基本的解决方案，或者太复杂了，无法得到确切的答案。”。“在任何领域，找到像这样真正新颖、基本、准确的结果都是罕见的。”
这项研究发表在《纳米光子学》上。
无论是建造天线还是开发防晒霜，在许多情况下都必须吸收某些类型的光。最大化该量的一个技巧是增加吸收能量的材料的厚度。
然而，透明材料提供这种吸收所需的厚度到目前为止是未知的。
20多年前，俄罗斯莫斯科理论与应用电动力学研究所的康斯坦丁·N·罗扎诺夫（Konstantin N.Rozanov）计算出，如果一侧衬有金属，一定厚度的设备可以吸收的波长范围内的光最多。这种情况在一侧创建了一个边界，所有的光要么反射回来，要么被吸收，从而提供了一个约束条件，允许使用某种数学方法来解决问题。
然而，去除金属边缘并让光继续穿过，在电磁光谱上是一匹完全不同颜色的马。
帕迪拉实验室的研究助理杨登说：“罗扎诺夫使用了一个聪明的技巧，他用波长而不是频率来工作。”。“但几位研究人员后来尝试使用这种方法来解决这个问题，但都失败了。”
为了提出一种新的数学方法，帕迪拉和邓与杜克大学罗德斯家族电气和计算机工程教授瓦希德·塔鲁克合作。Tarokh的研究涵盖了广泛的主题，同时寻求新的公式和方法来最大限度地利用数据集。
Tarokh从数学帽里拔出一只兔子，想出了如何解决这个问题。
帕迪拉说：“事后诸葛亮，但即使是数学家也把这些创造性策略称为‘把戏’。”。
研究人员表示，除了解决一个长期以来备受追捧的问题这一新颖性之外，他们的工作在几个领域都有实际意义。金属背吸收体不会让任何类型的电磁能通过。但在某些应用程序中，您可能希望屏蔽某些频率，同时让其他频率通过。
例如，手机可能希望能够阻挡某些类型的有害电磁辐射，同时让GPS或蓝牙等其他设备通过。了解这类目标的基本限制将使工程师知道何时不值得花更多的精力来优化他们的设计。