Впервые сделан осязаемый метаматериал, изделие из которого в отдаленном будущем может послужить шапкой-невидимкой - Гранит науки - 2008-08-20

Впервые сделан осязаемый метаматериал, изделие из которого в отдаленном будущем может послужить шапкой-невидимкой

Идея создания материалов с не встречающимся в природе отрицательным коэффициентом преломления, т.е. материалов, от которых лучи отражаются необычным путем, делая его невидимым, активно разрабатывалась последние годы в нескольких исследовательских центрах мира. Благодаря отрицательному коэффициенту преломления такие материалы идеальны для маскировки объектов, так как их невозможно обнаружить в определённом диапазоне волновых частот. Существование материала с отрицательным коэффициентом преломления было предсказано в 1968 году советским физиком Виктором Веселаго. Согласно его теории, при столкновении с таким материалом все известные оптические явления распространения волн существенно изменяются, хотя в то время материалы с отрицательным коэффициентом преломления, т.е. метаматериалы ещё не были известны. Два года назад две группы английских и американских физиков (Джон Пендри (John Pendry) из лондонского Imperial College, Дэвид Смит (David Smith) и Дэвид Шуриг (David Schurig) из американского Университета Дьюка (Duke University) и Ульф Леонхардт (Ulf Leonhardt) из Университета Сент-Эндрю (University of St.Andrew) практически одновременно опубликовали расчеты, согласно которым лучи света, попадая на метаматериал, покрывающий объект, будут изгибаться и возникнут на обратной его стороне, причем в точно таком же направлении, каким оно было до встречи с объектом. Сейчас две группы из Калифорнийского университета Беркли (University of California – Berkeley) реализовали идею, создав метаматериал с отрицательным коэффициентом преломления при облучении в околоинфракрасном диапазоне, т.е. при длине падающей на него волны 1500 нанометров.

Новый материал – композит, объединяющий слои серебра и непроводящего фтористого магния в сети с ячейками наноразмера. Эти ячейки меньше длины волны, которую делает невидимой метаматериал. Полученный эффект авторы назвали оптическим магнетизмом. «Сетчатый» метаматериал описан в журнале Nature на прошлой неделе (13 August 2008). Второй метаматериал, созданный также под руководством профессора Сян Чзана (Xiang Zhang) из Центра наномасштабных исследований и инженерии при Беркли (UC Berkeley’s Nanoscale Science and Engineering Center), представлен статьей в Science (15 August 2008). Это композит из серебряных проволочек наноразмера, которые выращены внутри пористого оксида алюминия. Он невидим для красной части спектра, для волны длиной 660 нанометров. Говоря о возможностях применения созданных метаматериалов, авторы подчеркивают, что до плаща- невидимки и прочих волшебных атрибутов из Гарри Поттера еще очень далеко. Описанные композиты сделаны из металла и хрупки, масштабное производство таких метаматериалов тоже пока за гранью реальности. Но как бы то ни было, отрицательный коэффициент преломления в оптическом диапазоне достигнут, материалы с такими свойствами созданы в реальности.