Создан прототип маскирующего устройства, делающего объекты невидимыми в трех измерениях


sciencemag.org

Ученые из Великобритании и Германии впервые создали материал, делающий объекты невидимыми в трех измерениях в диапазоне длин волн света, близких к видимому. Об этом, как сообщает РИА "Новости", говорится в статье исследователей, опубликованной в последнем выпуске журнала Science.

Это так называемый метаматериал - материал, строение которого наделяет его отрицательным коэффициентом преломления электромагнитных волн. Его структура представляет собой каркас из полимерных блоков размером в 100-200 микрон и позволяет сделать невидимым объект толщиной чуть менее полутора микрон, лежащий на плоской поверхности.

Однако, чтобы материал, скрывающий предметы от наблюдения в инфракрасном диапазоне волн, мог делать предметы невидимыми в видимом диапазоне волн света, его структура, должна состоять из полимерных фрагментов размером всего 10 нанометров. Создание таких маленьких объектов представляет существенную техническую сложность, поэтому в ближайшее время ожидать применения подобной технологии не стоит.

Тем не менее члены научного сообщества признают, что продемонстрированная разработка представляет собой важный шаг к созданию материалов-невидимок пригодных к практическому применению.

Ранее аналогичные устройства работали только в одной выделенной плоскости. Если бы с их помощью удалось, к примеру, спрятать холм, человек, стоящий на поверхности земли, его не заметил бы, но тот же холм легко обнаружил бы наблюдатель, взобравшийся на лестницу.

Новый "плащ-невидимка" позволяет прятать объекты от наблюдения в трех измерениях при углах рассмотрения от 0 до 60 градусов. В ходе эксперимента полимерные слои наносились на стеклянную подложку, и каждый из них обрабатывался лазером; области, на которые попадало лазерное излучение, затвердевали, образуя набор стержней, а нетронутая часть материала удалялась. Сверху был расположен отражающий слой золота толщиной 150 нм с микрометровой вмятиной.

Наблюдателю, который смотрел прямо на вмятину или не слишком значительно - на угол до 30 градусов - отклонялся от перпендикуляра к поверхности, золотой слой казался абсолютно ровным. Этот эффект сохранялся в ограниченном диапазоне длин волн (1,4–2,7 мкм).

В подобной среде величины магнитной и диэлектрической проницаемости - фундаментальные характеристики материи - плавно меняются так, что электромагнитные волны, распространяющееся внутри нее, отклоняются и огибают предмет, помещенный в нее, и тот остается невидимым для внешнего наблюдателя.

В альтернативном варианте применения этой технологии, реализованной в данном случае, волны света все же достигают спрятанного предмета и отражаются от него, однако для наблюдателя этого отраженный свет выглядит отраженным от плоской поверхности, находящейся под плащом.

Реализация этого принципа стала возможной с появлением в последние годы нового типа материалов - композитных материалов, свойства которых определяются не столько их составом, сколько геометрией внутреннего строения. Такие материалы, получившие название метаматериалов, позволили получить свойства, не встречающиеся в природе, в частности отрицательную диэлектрическую и магнитную проницаемости среды.

facebook
LJ