隱形斗篷這一科幻技術(shù)未來將可能成為現(xiàn)實(shí)，宇宙大爆炸和中宇宙膨脹現(xiàn)象有可能得到顛覆性的解讀。上海理工大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科團(tuán)隊(duì)首次在負(fù)折射光子晶體中觀察到了光波波段逆多普勒頻移的物理現(xiàn)象，并在最新出版的《自然·光子學(xué)》上刊出該研究成果。這是世界上首次在光學(xué)領(lǐng)域證實(shí)多普勒效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)，將在天文學(xué)、醫(yī)學(xué)、微電子工業(yè)等方面得到應(yīng)用。

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)觀察者和光波源之間存在著相對(duì)移動(dòng)時(shí)，光波的頻率會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。當(dāng)物體光源和觀察者距離不斷靠近時(shí)，光頻率增高顏色變藍(lán)，反之則變紅。而多普勒效應(yīng)逆轉(zhuǎn)則說明當(dāng)光源和觀察者距離不斷靠近時(shí)，光頻率不增高反而降低，光頻率從藍(lán)色波長(zhǎng)減小至紅色波長(zhǎng)。

這一效應(yīng)最早由前蘇聯(lián)物理學(xué)家在1968年作出理論預(yù)言，但一直未得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。上海理工大學(xué)上海市現(xiàn)代光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在莊松林院士領(lǐng)導(dǎo)參與下，由陳家璧教授率領(lǐng)的科研組成功逆轉(zhuǎn)了這種在自然條件下無法發(fā)生的效應(yīng)。

研究人員通過用硅研制出一種人造納米結(jié)構(gòu)的晶體——被稱為“光子晶體”的物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)負(fù)折射率。通過向這個(gè)獨(dú)特的光子晶體“超級(jí)棱鏡”發(fā)射激光束，并且改變“超級(jí)棱鏡”與探測(cè)器間的距離，成功創(chuàng)造了多普勒效應(yīng)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)最終得到的光子晶體折射棱鏡，其微米量級(jí)刻蝕深寬比達(dá)到了25∶1，這意味著將1億根直徑為頭發(fā)絲三十五分之一、長(zhǎng)度50微米的硅介質(zhì)圓柱整齊排列，刻劃在硅片上。

逆多普勒效應(yīng)將推動(dòng)如隱形斗篷等科幻技術(shù)未來的發(fā)展，其成為現(xiàn)實(shí)的速度可能會(huì)超過大部分人的想象。