Infraröda kameror upptäcker människor och andra föremål genom värmen de avger. Nu, forskare har upptäckt den kusliga förmågan hos ett material att dölja ett mål genom att maskera dess avslöjade värmeegenskaper.

Effekten fungerar för en rad temperaturer som en dag kan inkludera människor och fordon, presentera en framtida tillgång för stealth -teknik, säger forskarna.

Det som gör materialet speciellt är dess kvantitet - egenskaper som är oförklarliga av klassisk fysik. Studien, publicerad idag i Förfaranden från National Academy of Sciences , är ett steg närmare att låsa upp kvantmaterialets fulla potential.

Arbetet utfördes av forskare och ingenjörer vid University of Wisconsin-Madison, Harvard Universitet, Purdue University, Massachusetts Institute of Technology och Brookhaven National Laboratory.

Att lura infraröda kameror är inte nytt. Under de senaste åren, Forskare har utvecklat andra material gjorda av grafen och svart kisel som leker med elektromagnetisk strålning, även att gömma föremål från kameror.

Men hur kvantmaterialet i denna studie lurar en infraröd kamera är unikt:det kopplar bort ett objekts temperatur från dess termiska ljusstrålning, vilket är kontraintuitivt baserat på vad som är känt om hur material beter sig enligt grundläggande fysiklagar. Avkopplingen gör att information om ett föremåls temperatur kan döljas för en infraröd kamera.

Upptäckten bryter inte mot fysiklagar, men föreslår att dessa lagar kan vara mer flexibla än man konventionellt trodde.

Kvantfenomen tenderar att komma med överraskningar. Flera egenskaper hos materialet, samarium -nickeloxid, har varit ett mysterium sedan det upptäcktes för några decennier sedan.

Shriram Ramanathan, professor i materialteknik vid Purdue, har undersökt samarium -nickeloxid under de senaste 10 åren. Tidigare i år, Ramanathans laboratorium upptäckte att materialet också har den kontraintuitiva förmågan att vara en bra isolator för elektrisk ström i miljöer med låg syrehalt, snarare än en instabil ledare, när syre avlägsnas från dess molekylära struktur.

Dessutom, samarium -nickeloxid är ett av få material som kan övergå från en isolerande fas till en ledande fas vid höga temperaturer. University of Wisconsin-Madison-forskaren Mikhail Kats misstänkte att material med denna egenskap kan kunna koppla bort temperatur och termisk strålning.

"Det finns ett löfte om att konstruera värmestrålning för att kontrollera värmeöverföring och göra det antingen enklare eller svårare att identifiera och sonda objekt via infraröd bildbehandling, "sa Kats, docent i el- och datateknik.

Ramanathans laboratorium skapade filmer av samarium -nickeloxid på safirunderlag för att jämföras med referensmaterial. Kats grupp mätte spektroskopiskt utsläpp och tog infraröda bilder av varje material när det värmdes och kyldes. Till skillnad från andra material, samariumnickeloxid verkade knappt varmare när den värmdes upp och bibehöll denna effekt mellan 105 och 135 grader Celsius.

"Vanligtvis, när du värmer eller kyler ett material, det elektriska motståndet ändras långsamt. Men för samarium -nickeloxid, motståndet förändras på ett okonventionellt sätt från ett isolerande till ett ledande tillstånd, som håller sina termiska ljusutsläppsegenskaper nästan desamma för ett visst temperaturintervall, " sa Ramanathan.

Eftersom termisk ljusutsläpp inte förändras när temperaturen ändras, det betyder att de två är frånkopplade över ett 30-graders intervall.

Enligt Kats, denna studie banar väg för att inte bara dölja information från infraröda kameror, men också för att göra nya typer av optik och till och med förbättra själva infraröda kameror.

"Vi ser fram emot att utforska detta material och relaterade nickeloxider för infraröda kamerakomponenter, såsom avstämningsbara filter, optiska begränsare som skyddar sensorer, och nya känsliga ljusdetektorer, sa Kats.