透明マント

透明マント
民話や童話の 要素
アルベリヒはタルンカッペを着て姿を消す。アーサー・ラッカムによるリヒャルト・ワーグナーの『ラインの黄金』の挿絵
初登場	古代
ジャンル	民間伝承とおとぎ話
世界観情報
タイプ	魔法のケープ
関数	着用者を透明にする

透明マントは、着用者が姿を見せないようにするアイテムです。民間伝承、神話、おとぎ話では、透明マントは、裏切り者のキャラクターが使用する魔法のアイテム、または英雄がクエストを遂行するために着用するアイテムとして登場します。これはウェールズ神話とゲルマンの民間伝承に共通するテーマであり、古代ギリシャ神話に見られる透明帽子に由来している可能性があります。このモチーフは、スティス・トンプソンのモチーフ索引体系では「D1361.12 魔法の透明マント」に該当します。

透明マントは、民間伝承や童話に登場する魔法のアイテムである。このようなマントはウェールズ神話では一般的であり、「透明マント」はアーサー王の最も貴重な所有物の一つとして物語『キルフとオルウェン』 ^{（1100年頃）で説明されている。 [1]このマントは『}ブレウドウィッド・ロナブイ』で再度、より詳細に説明されており^[1] 、後にブリテン島の13の秘宝の一つとして挙げられている。同様のマントがマビノギ第二部にも登場し、カスワローンがブラン王が残した7人の執事を暗殺して王位を奪うために使用されている。 ^{[1] [2]}

イギリスのおとぎ話『ジャックと巨人殺し』では、主人公は助けた巨人からいくつかの魔法の贈り物を報酬として受け取るが、その中には透明人間になれるコートもある。アイオナとピーター・オピーは『古典童話』 （1974年）の中で、ジャックのコートは親指トムの物語か北欧神話から借りた可能性があると述べているが、ケルトの物語マビノギオンとも比較している。^[3]

日本では隠れ蓑（かくれみの）という魔法の「藁のケープ」または「レインコート」が目に見えない存在となる。桃太郎の民話では、主人公が鬼から集めた宝物の一つが目に見えないケープであり、巨人退治のジャックの物語と似ている。^[4]

童話にはあまり登場しないが、^{[5]透明マントは、}グリム童話集のドイツ物語『十二人の踊る姫君』（KHM 133）と『黄金の山の王』（KHM 92）に登場する。^{[6]ドイツ童話のマントは、}タルンカッペ（「隠蔽マント」）に由来すると考えられる。 ^{[5]例えば、}中高ドイツの叙事詩『ニーベルンゲンの歌』で、英雄ジークフリートが小人アルベリヒから手に入れたマントなどである。^[7]グリム兄弟は、ジークフリートのカッペは頭だけでなく体も包むマントであると説明しているが、後世になってタルンカッペは透明マントと見なされるようになった。タルンカッペ（またはタルンケッペリン^{[8] ）}は、ラウリンのタイトルキャラクターであるドワーフの王も所有しています。これらの作品の別の箇所や異本では、タルンカッペはタルンフート（ドイツ語：Haut「皮膚」の改良形） ^{[7] [9]}またはヘルカッペ（ドイツ語：hehlen 「隠す」の改良形） ^{[10] [11]}とも呼ばれています。

オリジナルの叙事詩『ニーベルンゲンの歌』では、主人公のマントは透明人間になるだけでなく、アイスランドの女王ブリュンヒルトを魅了するために力も増す。リヒャルト・ワーグナーのオペラ連作『ニーベルンゲンの指環』では、マントはタルンヘルムと呼ばれる魔法のヘルメットになり、着用者に変身能力を与える。フリッツ・ラングが1924年の映画『ニーベルンゲンの歌』でニーベルンゲンの歌を映画化した際、ジークフリートは小人アルベリヒから得た透明のベールまたは網を使用する。^[要出典]

ラウル・ウォルシュ監督の映画『バグダッドの盗賊』は『ニーベルンゲン』と同じ年に公開され、透明マントが重要な役割を果たしている。^[要出典]

エドガー・ライス・バロウズは、 1931年の小説『火星の戦士』で透明マントのアイデアを使っている。映画『バイキングのエリック』では、タイトルの登場人物が透明マントを使っている様子がユーモラスに描かれているが、彼はそれが老人にしか効かないことに気づいていない。『ロード・オブ・ザ・リング』では、フロドと他の旅の仲間がエルフからマントを与えられ、サムワイズが「これは魔法のマントか？」と尋ねた。フロドに与えられたマントは彼をカモフラージュし、敵は「ホビットのいる岩石以外は何も見えなかった」。^{[出典が必要]}

迷彩マントは、サミュエル・R・ディレイニーの 1975 年の小説『ダルグレン』の中心的な要素となっている。^[要出典]

透明マントはJ・K・ローリングのハリー・ポッターシリーズの小説にも登場する。^[12]ハリー・ポッターは父親から受け継いだ透明マントを使い、学校の立ち入り禁止区域に忍び込み、姿を隠す。後に、このマントは死神自身が所有していたものであることが明らかになり、死の秘宝の1つとなった。 [^要出典]

ドナ・タート著『The Secret History』 （1992年）の中で、リチャードという登場人物は「私は自分を透明人間にすることに長けていた」と語っています。「日曜日の午後、私は肩に透明マントを巻き、時には6時間も診療室に座っていた」^[要出典]

2006 年 10 月 19 日、銅製の円筒の周りに特定の周波数のマイクロ波を照射し、あたかもそこに何もないかのようにマイクロ波を浮かび上がらせるマントが製作されました。このマントはメタマテリアルで作られています。小さな影を落としますが、設計者はこれを修正したいと考えています。

この装置は特定のマイクロ波周波数でのみ、定義された2次元領域を覆い隠します。可視光で同様の結果を得るための研究が進行中です。^{[13] [14]物体ではなく} 出来事を隠すものなど、他のタイプの透明マントも可能です。

しかし、人間サイズの物体を可視波長で隠蔽できる可能性は低いようです。^[15] 実際、これらの装置を「透明マント」として使用することには根本的な問題があるようです。^[16]

スタートレックのクローキング装置やハリー・ポッターのマントで誰もが思い浮かべるような透明化が実現するかどうかはまだ明らかではありません。物体を文字通り人の目の前で消滅させるには、マントが光を構成するすべての波長、つまり色と同時に相互作用する必要があります。

一方、バークレー研究所とカリフォルニア大学バークレー校に所属する研究者グループは、光周波数でのクローキングは確かに可能だと考えている。しかも、実現可能と思われる。クローキングの問題がもたらすハードルに対する彼らの解決策は誘電体である。これらの非伝導性材料（誘電体）は、光クローキング装置として機能するカーペットクロークに使用されている。^{[17] [18]}主任研究者によると：

私たちは、誘電体（非伝導性）材料の使用に基づいた不可視性の問題に対する新しい解決策を考案しました。私たちの光学クロークは、真の不可視性材料が手の届くところにあることを示唆するだけでなく、光学の変革に向けた大きな一歩を踏み出すものであり、光を自由に操作して、強力な新しい顕微鏡やより高速なコンピューターを作成するための扉を開きます。

さらに、2011 年の初めには、可視光で有効で、肉眼で見える物体など、マクロな物体を隠す新しいクローキング システムが発表されました。クロークは、通常の、簡単に入手できる方解石で作られています。結晶は、特定のパラメータに従って構成された 2 つの部分で構成されています。方解石は、結晶の間に配置された固体物体の周囲で光を屈折させることができます。このシステムでは、方解石の自然な複屈折を利用しています。システムの外側からは、物体は「3 次元すべてで光の波長より少なくとも 3 桁大きい」範囲で見えません。方解石は、金属介在物でクロークしようとする際の制限を解決します。この方法では、他のクローキング方法で必要になったナノファブリケーションプロセスは必要ありません。ナノファブリケーション プロセスは時間がかかり、クローク領域のサイズが顕微鏡レベルの領域に制限されます。このシステムは、緑色の光の下で最もよく機能します。さらに研究者たちは、将来実用的なステルス装置が実現すると楽観視しているようだ。^{[19] [20]}

要約すると、我々は可視周波数で動作する初のマクロクロークを実証しました。これは、あらゆる視野角から見て変形した鏡を平面の鏡に変えるものです。クロークは、光の波長より 3 ～ 4 桁大きい 3 次元の物体を隠すことができるため、素人が定義する不可視クロークの要件を満たしています。つまり、クローク効果は顕微鏡を使わずに直接観察できます。我々の研究は、クロークに通常伴ういくつかの主要な問題(サイズ、帯域幅、損失、画像の歪み) を解決するため、将来の実用的なクローク装置への道が開かれます。

もうひとつの設計案では、ヘアブラシ型の円錐に小さな金属針を角度と長さで取り付け、光がマントの周りを通過できるようにする。こうすると、光が反射しなくなるため、円錐内のすべてが消えたように見える。「フィクションのように見えるのは承知していますが、物理法則に完全に一致しています」と、主任研究者でパーデュー大学の電気・コンピュータ工学教授のウラジミール・シャラエフ氏は言う。「理想的には、これを現実のものにすれば、ハリー・ポッターの透明マントとまったく同じように機能します」と同氏は言う。「金属がほとんど含まれていないので、重くはなりません」

さらに、2009年4月30日には、2つの科学者チームが近赤外線で物体を見えなくするマントを開発した。この技術は、以前の技術とは異なり、金属を使用していないため、金属は光の一部を失うため、マントの効果が向上した。研究者らは、このアプローチはサイズをさらに縮小できるため、可視光で機能するマントへの大きな一歩であると述べた。^[21]

メタマテリアルの実験結果はプロトタイプの透明マントの実証であるという見出しの主張は、基礎となるメタマテリアル技術の基本的な特性から生じる 2 つの事実と矛盾しています。

• これらの材料は、本質的に分散性が高いため、「隠された」物体の周りを通過する光は強く屈折します(プリズムは目に見えないわけではありません)。
• 現在、これらの材料を通過する光は部分的に吸収され、シールドは部分的に不透明になります。
• 物体の周囲に方向転換された光は、背景から直接到達する光よりも長い経路をたどります。これにより視差エラーが発生し、近くの背景の物体が本来あるべきよりも遠くに見え、歪みによってクロークが明らかになります。地平線までの視線など、長距離では、これが気付かれない場合があります。
• 因果関係を考慮すると、物質による完全な隠蔽は問題となる可能性がある。^[22]

透明な塗料による完全な隠蔽は不可能ですが、検出器 (マイクなど) と音源 (スピーカーなど) をボリュームの周囲に配置し、音源に送られる信号を特定の式で計算すれば、完全な隠蔽は可能です。このような完全な隠蔽には、情報がボリュームを十分速く流れ、計算が十分速く実行され、必要な情報がボリュームの反対側の音源に十分速く届くことが必要です。その結果、光に対する完全な隠蔽は、不可能ではないにしても、少なくとも非常に困難であると考えられます。ただし、音波に対しては、このような完全な隠蔽は原理的には可能です。そのため、たとえば物体をソナーに対して見えなくすることができます。

フェルマーの原理によれば、光は最短の光路、つまり屈折率関数の積分が最小となる経路をたどります。したがって、光学媒体の屈折率によって、光がその媒体内でどのように伝搬するかが決まります。したがって、光学媒体の屈折率プロファイルを適切に選択することで、光線を曲げて閉ループで伝搬させることができます。

• 音響クローク
• 隠蔽装置
• 不可視
• 魔法の指輪

• スティーブンス、メイク編（1998年）。ウェールズ文学新解説書。カーディフ：ウェールズ大学出版局。ISBN 978-0-7083-1383-1。

• クローキングと不可視性: 事実とフィクション - デイビッド・R・スミス教授 - 電気およびコンピュータ工学 - デューク大学 (2006 年 5 月 28 日)
• 負の屈折率を持つ 3 次元光メタマテリアル (Jason Valentine、Shuang Zhang、Thomas Zentgraf、Erick Ulin-Avila、Dentcho A. Genov、Guy Bartal、Xiang Zhang 著)。Nature 誌オンライン先行出版、2008 年 8 月 11 日。
• Jie Yao、Zhaowei Liu、Yongmin Liu、Yuan Wang、Cheng Sun、Guy Bartal、Angelica M. Stacy、Xiang Zhang 著「ナノワイヤのバルク メタマテリアルにおける光学的負屈折」。Science 2008 年 8 月 15 日: 第 321 巻、第 5891 号、930 ページ。
• Leonhardt, Ulf; Smith, David R (2008). 「クローキングと変換光学に焦点を当てる」。New Journal of Physics . 10 (11): 115019. Bibcode :2008NJPh...10k5019L. doi : 10.1088/1367-2630/10/11/115019 .
• 広帯域テラヘルツ透明マントを使用したリアルなオブジェクトの非表示、Fan Zhou、Yongjun Bao、Wei Cao、Colin Stuart、Jianqiang Gu、Weili Zhang、Cheng Sun著。Scientific Reports 1 2011。
• 稲見 正之; 川上 直; 舘 誠 (2003) 「反射投影技術を用いた光学迷彩」(PDF) .第 2 回 IEEE および ACM 国際複合現実感シンポジウム、2003 年。議事録. 348～349 ページ。CiteSeerX 10.1.1.105.4855 . doi : 10.1109  / ISMAR.2003.1240754。ISBN 978-0-7695-2006-3. S2CID  44776407。
• Gonano, CA (2016). メタサーフェス、回路、ホログラム、不可視性に関する展望(PDF)。ミラノ工科大学、イタリア。

• 消失点 - ガーディアン「ステルススーツ」に関する情報
• 3Dで作られた透明マント - BBCニュース
• 透明マント実現に一歩近づく - BBCニュース
• 透明マントの仕組み - HowStuffWorks
• プラズモニック不可視効果 - Live Science
• 科学者がハリー・ポッターの透明マントの再現を目指す - Live Science
• 4D SEISフィールド放射効果による不可視性
• 不可視性への探求 - メタマテリアルとクローキング（ビデオ）、Andrea Alù 教授、TEDxAustin、2013 年。