超颖材料
超颖材料是最近几年刚兴起的一种新型材料，与传统的光学材料不同的，超颖材料的光学性质不是由材料本身的成分决定的，而是由其内部人工造出的结构决定的。
《哈利·波特》里出现过魔法隐身斗篷，那时还是科学幻想甚至是神话，现在，利用超颖材料，人们在一定程度上实现了隐身斗篷。当然，以目前超颖材料的发展程度，我们离制造出实用的隐身衣还很远。而以这个领域的发展速度，我们可以想象不远的未来能够做出有实用价值的隐身材料。
最普通的超颖材料可以改变光的折射现象，新的折射现象是自然界中存在的材料实现不了的。我们知道，当一种材料的折射率大于1时，从真空（或空气）中入射进这种材料的光线被偏折，而且光线与材料表面的垂线的夹角小于入射光与垂线的夹角，且两条光线在垂线的两边。而超颖材料可以实现负折射率，用通常的折射公式我们得知，入射光线和折射光线分布在垂线的同一边！
材料的光学性质主要由两个参数决定，一个是介电常数，一个是磁化率，这两个常数分别决定了材料中静电和静磁性质，而波动的电磁波（光是电磁波）在材料中如何传播则同时取决于这两个参数。一个透明材料中，这两个参数都是正的，而一个材料如金，介电常数是负的，但磁化率却是正的。材料的折射率是两个常数乘积的平方根，所以对于这种材料，折射率是虚数，从而材料是不透明的。前面提到的人工负折射率材料，介电常数和磁化率都是负的。早在上世纪60年代俄国物理学家Victor Veselago就在理论上分析过这种材料，他得出结论，这种材料是透明的，但折射率是负的。在当时，还没有人敢于想象我们有一天会制造出这种材料。
到了2001年，杜克大学的D. R. Smith等人在微波波段实现了负折射率材料。有时，一些负折射材料又叫左手材料，原因是，在通常的正折射率材料中，电场方向、磁场方向与波面的传播方向（相速度方向）形成一个右手螺旋，而负折射率恰好相反，这三个方向形成一个左手螺旋。换句话说，在负折射率的左手材料中，波面的运动方向与能量的传播方向恰好相反。
负折射率材料正好是制造隐身斗篷所需要的，直到2006年，杜克大学的D. R. Smith和伦敦帝国学院的J. B. Pendry等人在实验室中实现了隐身斗篷。但这种隐身斗篷还很不实用，一来尺寸非常小，二来只是在微波波段才管用。
超颖材料突破常规材料的另一个特点是可以实现各向异性和不均匀性，即介电常数和磁化率不是常数，是位置的函数，而且，在电磁理论中，介电常数可以不只是一个参数，更一般的情况有6个常数。磁化率也是如此，这样一共有12个常数。如果介质不均匀，这12个常数就变成了12个位置的函数，这样，通过人工控制这些函数，我们几乎可以随心所欲地在介质中弯曲光线。所以，作为新型光学材料的超颖材料的应用远远不止是隐身衣，例如可以制造新式的天线，由于天线尺度远小于共振波长，这样就可以提高天线的灵敏度。Pendry指出，负折射率超颖材料还可以用来制造超透镜，超透镜的特点是它的解析度可以超过通常透镜的极限，从而使得成像更为清晰。2008年，一些近红外超透镜被制造出来。
超颖材料甚至可以帮助我们实现罕见的天体物理现象。我们知道，在爱因斯坦引力理论中，引力场可以用弯曲的时空代替，光线在引力场中弯曲因为时间和空间是弯曲的。在一个不随时间变化的时空中，电磁场感受到的弯曲时间和空间可以用6个有效的函数描述，这六个函数恰好是介电材料中的6个介电常数，另外6个函数即磁化率分别等于6个介电常数。所以，电磁波在静态引力场的传播完全可以用材料来模拟。
一个静态黑洞产生一个静态引力场，所以我们原则上可以用超颖材料来模拟黑洞。今年10月份，《科学》杂志报道，东南大学的崔铁军和程强等人就制造出这样的人工黑洞。他们在铜上刻出结构，这样微波就可以感到类似引力场的介电结构。这个人工黑洞由60层印刷电路板组成，是柱状的。这不同于自然界中的黑洞，在太空中，一个不转动的黑洞具有球对称性，而不是柱对称性。但这仅仅是技术上的限制。
同样是今天10月份，我和两位学生苗荣欣和庞毅在一篇论文中指出，一种特殊的加速膨胀的宇宙，德西特宇宙，也可以用超颖材料来模拟。德西特宇宙存在一个静态描述，这是用超颖材料模拟的关键。我们的研究的重点不是指出超颖材料可以模拟加速膨胀宇宙，而是指出使得宇宙加速膨胀的暗能量非常可能是一种叫做Casimir能量的量子涨落。如果我们能够在实验室中制造出模拟德西特宇宙的材料，那么原则上这个材料中存在一种类似暗能量的能量。如果实验家们能够测出这种能量，这将是利用超颖材料研究宇宙学的重大进展。
用超颖材料研究引力场还在起步阶段，还有很多研究需要完成，例如，我们需要在理论上确定黑洞的霍金辐射是否可以用超颖材料来模拟。自然，技术上最重要的还是将超颖材料的有效频率做到可见光波段，甚至更宽的波段。
（《环球科学》专栏，勿转）
2009年12月16日 21:11:08
“我想换个角度，比如超流里面有涡旋的，声子沿vortex line转了一圈，形成封闭曲线。你能说涡旋是黑洞吗，实际上vortex包围的是个正常态。“
呵呵！涡旋当然不是黑洞了，它只是一个声子无法逃逸的区域，而黑洞是光子（或者任意粒子）无法逃逸的区域，只有在这一点上它们是类似的。在其他方面，是绝不可以混为一谈的，因为黑洞的中心存在奇点，黑洞会影响时空等等，都是涡旋所不具备的，它们当然不可以当作一回事儿了！
2009年12月16日 21:12:29
”lixkyx， 你去问问做黑洞吸积盘理论的有几个严格用广义相对论的。3个史瓦西半径之外，万有引力照样可以用 ”
没错啊，3个史瓦西半径之外，万有引力照样可以用 。但是你在本贴子里提出的问题可是在黑洞视界附近的问题，那是必须使用广义相对论的。
2009年12月16日 21:55:05
咱们今天算是杠上了。
“呵呵！涡旋当然不是黑洞了，它只是一个声子无法逃逸的区域，而黑洞是光子（或者任意粒子）无法逃逸的区域，只有在这一点上它们是类似的。在其他方面，是绝不可以混为一谈的，因为黑洞的中心存在奇点，黑洞会影响时空等等，都是涡旋所不具备的，它们当然不可以当作一回事儿了！”
你说声子无法逃逸未必见得对。正常态或者vortex怎么trap 声子说来听听。
2009年12月17日 11:42:36
《春宫图》诗兴会饮
“有些时候 我必须让我的青苹果说话”
灵堂之上
跑来一只狐狸
没有眼睛
月光照着
两口井
一生 活在罐头里
等
上帝吃我
时间的车轮
我静静的
光栅和斑马
也静静的
我静静等世界变老
等爱发酵
我的思绪带钩
钩住什么成为什么
湿淋淋的裸体被什么沼起又摞下
我要钩住一切成为一切
或者钩住虚无成为虚无
我被一种大闷罩住
爱人啊
你必须代表全部！（最喜欢这句 请周正理解）
可有可无的必须无
我拿什么遮羞
“被挤出生活 膜外虚无”
《春宫图》两界之欲
“存在为阳 非在为阴”
2009年12月17日 11:53:53
确实有味道
2009年12月17日 12:07:31
“你说声子无法逃逸未必见得对。正常态或者vortex怎么trap 声子说来听听。 ”
哦，这个地方可能我误会了你的意思，我以为你说的“涡旋”是指近年来非常热门的流体中的“黑洞”的研究，那个是一定程度上类似于黑洞的流体中的区域。
2009年12月17日 16:39:14
继续杠。 那你说说流体中的“黑洞”与涡旋有什么区别，怎么trap声子
2009年12月17日 19:35:08
《诺贝尔奖中华风云——李政道传》12月10日在北京西单图书大厦四层举行新书首发仪式暨媒体见面会，作者季承，该书代序者、著名理论物理学家何祚庥，畅谈诺贝尔奖和中华科学发展及华人的骄傲——李政道的人生传奇等话题。
网上有链接
http://vip.book.sina.com.cn/book/catalog.php?book=118923
2009年12月17日 19:36:25
“宇称不守恒发现的历史，说明一切的理论、观点、学说，必须经由实践的检验而决定它的取舍。一切先验的未经实践考验的成见，必将由实践冲破其樊篱。”
2009年12月17日 19:37:22
例如，在最近一段时期，在中国的科学战线上，又出现了科学和伪科学之争，一些人假借自主创新的理念，实行自主创假。一些人宣称要“打破”热力学的第二定律，宣称已制作出第二类永动机；（注：其实是他们所做“实验”未对电磁波进行屏蔽，因而就出现类似矿石收音机的微弱电流）有些人宣称要“打破”爱因斯坦的狭义相对论，要超越狭义相对论里的光速极限。这就需要重申李先生和扬先生在“打破”宇称守恒定律时的历史经验：“所谓‘打破’，并不是真正打破了曾由实验证明为正确的定理或定律，所打破的只是一种先验的成见，是没有得到实验证明的一种成见。”“凡是经由实验检验并证明为正确的，或在一定精确程度内证明为正确的理论或定律，是不能打破的。”
2009年12月17日 19:38:42
“弱相互作用过程中，宇称究竟是否守恒，也不能先验地从理论上来确定。李和杨只是从理论上分析出存在着这种可能性。最后的判决者仍是科学实验。”总之，判断科学真理的唯一标准是科学实践。这就是当我们回顾50 多年前宇称不守恒的发现历史时，最为有益的经验和教训。
2009年11月
2009年12月17日 20:12:30
“继续杠。 那你说说流体中的“黑洞”与涡旋有什么区别，怎么trap声子 ”
这个东东李老师本博客就讨论过，你可以搜搜看看。
2009年12月17日 21:42:42
“我想换个角度，比如超流里面有涡旋的，声子沿vortex line转了一圈，形成封闭曲线。
声子在空间中转了一圈，可是在时空中的世界线不是闭合的。
2009年12月17日 21:56:26
“声子在空间中转了一圈，可是在时空中的世界线不是闭合的。”
我用文小刚老师的话来说，假如你生活在一个由超流体构成的宇宙中。这个时候原子还没被发现。那么你认为什么是基本粒子？当然是声子
你们自然界的基本规律由什么来描写？旋子相互作用的1/r^4
在这个宇宙中，你要说声子在空间中转了一圈，世界线不是闭合的？谁信？
2009年12月17日 22:03:57
不小心，碰到层展这个概念了。我找到李老师关于层展的段落
“其实Laughlin等人也想从更深的层次解释引力，甚或量子引力和黑洞。这方面已经有了一些尝试，例如张守晟的高维Hall系统，文小刚的一些理论，目前还没有一个成功的例子。Witten最近在庆祝Coleman生日的 Sidneyfest上试图论证引力不是相同时空中的更基本自由度的层展现象。引力理论中，由于广义协变性，不存在局域的规范不变的可观测量，而任何一个不含引力的“更基本”的理论一定含有局域的可观测量，如此不可能导出引力理论。Witten进一步说，在全息理论中，时空本身就是层展概念，这样才有可能导出引力。”
2009年12月28日 13:47:16
给你踩下
http://www.chinazglc.cn/
2009年12月29日 16:24:03
引力不是相同时空中的更基本自由度的层展现象？
2010年3月1日 17:29:56
醉蛋：
例如，在最近一段时期，在中国的科学战线上，又出现了科学和伪科学之争，一些人假借自主创新的理念，实行自主创假。一些人宣称要“打破”热力学的第二定律，宣称已制作出第二类永动机；（注：其实是他们所做“实验”未对电磁波进行屏蔽，因而就出现类似矿石收音机的微弱电流）……
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目前，热力学的第二定律在国际学术的争议颇多。而中国还在以“科学还是伪科学”的大众形式辩来辩去。我知道括弧里说的实验是徐业林做的。请问讲出“实验中的电流就是类似矿石收音机的微弱电流”的根据在哪？
2010年3月7日 12:24:49
终于上来了。闷死了。
呼吸一下，睡觉了。
2010年3月7日 15:00:19
我也來了. 呵呵 !