Метаматеріали

Чи зуміють вчені коли-небудь створити плащ-невидимку, подібний пристрою, яка не скупиться невидимими військові кораблі ромуланцев в серіалі «Зоряний шлях»? Для вирішення цієї складного завдання вже зроблені деякі перші кроки. Створюються штучні речовини – метаматеріали, дрібномасштабні структура яких сконструйована так, що дозволяє управляти електромагнітними хвилями вельми незвичайним чином.

До 2001 р вчені знали тільки матеріали з позитивним показником заломлення (від цього параметра залежить кут відхилення променя світла). Але в 2001 р фізики з Університету штату Каліфорнія в Сан-Дієго описали незвичайний композитний матеріал з негативним показником заломлення, що істотно змінювало закон заломлення Снелліуса.

Цей матеріал зроблений з суміші фібергласу, мідних кілець і тяганини, здатних сфокусувати світло в новому напрямку. Перші випробування показали, що мікрохвилі виходять з нього прямо в протилежному напрямку, ніж випливало з закону Снелліуса. Поки фізичний курйоз, але коли-небудь метаматеріали приведуть до появи нових конструкцій антен та інших електромагнітних пристроїв. Теоретично пластинка матеріалу з негативним показником заломлення може діяти як суперлінза, створюючи зображення виняткової чіткості.

Більшість перших експериментів проводилися з мікрохвилями. Але в 2007 р фізик Генрі Лезек зі своєю групою домігся негативного показника заломлення для видимого світла. Щоб створити пристрій, чинне так, ніби воно зроблено з матеріалу з негативним показником заломлення, ця група спорудила призму з металевих шарів, пронизаних лабіринтом каналів з розмірами порядку нанометрів. Вперше в історії вчені придумали, як змусити видиме світло відхилитися в напрямку, прямо протилежному звичайному переломленню при переході з одного середовища в іншу. Деякі фізики вважають, що з часом це явище призведе до появи оптичних мікроскопів, в які можна буде розгледіти навіть молекули, або до створення захисного покриття, що робить об’єкт невидимим. Вперше метаматеріали були теоретично передбачені радянським фізиком Віктором Веселаго в 1967 р У 2008 р вчені повідомили про сітчастої структурі, яка має негативний показник заломлення для променів в ближньому інфрачервоному діапазоні.

Посилання на основну публікацію