杜克大学的电气工程师已经确定了给定厚度的透明材料可以吸收多少电磁能的理论基本极限。这一发现将帮助工程师优化旨在阻止某些辐射频率同时允许其他频率通过的设备，用于隐形或无线通信等应用。

杜克大学电气与计算机工程教授威利·帕迪拉(Willie Padilla)表示：“已知宇宙的大部分物理学已经有了基本的解决方案，或者过于复杂而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、精确的结果都是罕见的。”

无论是建造天线还是开发防晒霜，在很多情况下都必须吸收某些类型的光。最大化该能量的一个技巧是增加吸收能量的材料的厚度。

然而，迄今为止，透明材料提供吸收所需的厚度尚不清楚。

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，则一定厚度的装置可以吸收一定波长范围内的最多光。这种情况在一侧创建了一个边界，所有光要么反射回来，要么被吸收，提供了一个约束，允许某种数学方法来解决这个问题。

然而，去掉金属边缘并允许光线继续穿过，是一匹在电磁波谱上颜色完全不同的马。

“罗扎诺夫使用了一个聪明的技巧，他在波长而不是频率上进行研究，”在帕迪拉实验室工作的研究助理杨邓说。“但自那以后，一些研究人员尝试使用这种方法来解决这个问题，但失败了。”

为了提出一种新的数学方法，帕迪拉和邓与杜克大学电气与计算机工程系罗德家族教授 Vahid Tarokh 合作。Tarokh 的研究涵盖广泛的主题，同时寻求新的公式和方法来充分利用数据集。

塔罗克(Tarokh)能够想出如何塑造问题并解决问题，就像从数学帽子里变出一只兔子一样。

“事后看来，这是 20/20，但即使是数学家也称这些创造性策略为‘技巧’，”帕迪拉说。

研究人员表示，除了解决长期寻求的问题的新颖性之外，他们的工作在多个领域具有实际意义。金属背衬吸收器不会让任何类型的电磁能通过。但在某些应用中，您可能希望阻止某些频率，同时让其他频率通过。

例如，蜂窝电话可能希望能够阻止某些类型的有害电磁辐射，同时让 GPS 或蓝牙等其他电磁辐射通过。了解此类目标的基本限制将使工程师知道何时不值得付出更多的努力来优化其设计。

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