Новая "шапка-невидимка" впервые спрятала трёхмерный объект

Диаметр цилиндра из метаматериалов √ 2,5 сантиметра. Как видно, в оптическом диапазоне ничего не исчезает (фото Andrea Alu, University of Texas in Austin).
Изменение электромагнитного излучения на разных частотах (сверху вниз: 2,7; 3,1; 3,3 и 3,8 ГГц). Лучше всего эффект сокрытия заметен на частоте 3,1 гигагерца. Результирующие поля "отменяют" друг друга (фото Andrea Alu, University of Texas in Austin).
Диаметр цилиндра из метаматериалов √ 2,5 сантиметра. Как видно, в оптическом диапазоне ничего не исчезает (фото Andrea Alu, University of Texas in Austin).
Изменение электромагнитного излучения на разных частотах (сверху вниз: 2,7; 3,1; 3,3 и 3,8 ГГц). Лучше всего эффект сокрытия заметен на частоте 3,1 гигагерца. Результирующие поля "отменяют" друг друга (фото Andrea Alu, University of Texas in Austin).

Физики впервые спрятали объёмный объект от глаз наблюдателя со всех сторон. И хотя пока "подопытный" цилиндр стал невидимым лишь в микроволновом диапазоне, достижение можно назвать прорывом в области метаматериалов, получивших негласное название "шапок-невидимок".

Ранее учёным удавалось "прикрыть" какой-нибудь объект разве что с одного направления, не всегда скрываемый предмет становился незаметным в видимом диапазоне, и далеко не всегда размеры объектов исчислялись в сантиметрах.

Поэтому новая разработка по многим параметрам выделяется на фоне остальных: учёные спрятали от глаз стороннего наблюдателя 18-сантиметровый цилиндр, который не виден в микроволновой части диапазона длин волн с любого направления.

Есть и ещё одно важное отличие. До сих пор физики покрывали объект "плиткой" из метаматерала, чтобы изменить ход световых лучей неестественным образом, исказить картинку, не давая отражённому лучу попасть в глаз наблюдателя.

Команда Андреа Алу (Andrea Alù) из университета Техаса в Остине пошла другим путём: использовала плазмонные метаматериалы, которые выдают в окружающее пространство "негатив" исходного изображения предмета. Благодаря им, в глаз наблюдателя попадает комбинация двух световых волн, которая вызывает иллюзию прозрачности-невидимости какого-либо предмета с любой точки зрения.

В своём эксперименте Алу и его коллеги покрыли полый непроводящий цилиндр оболочкой из таких метаматериалов, затем рассмотрели предмет в микроволновом диапазоне и зафиксировали его невидимость с разных углов. Падающие и отражающиеся от "футляра" волны гасят друг друга, рассказывает ScienceDaily, и изображение предмета пропадает с экранов радаров.

Кстати, именно от радаров, работающих в микроволновом диапазоне, можно было бы спрятать "подопытный" цилиндр. От человеческого глаза пока не получится. Дело в том, что волны оптического (видимого) диапазона слишком короткие, по этой причине и скрываемый ими объект должен быть в длину не более нескольких микрометров. Применение такой "шапки-невидимки" на практике было бы весьма ограничено.

Тем не менее, проведённое исследование – важное доказательство верности концепции, что плазмонные метаматериалы могут скрывать объекты. Причём объекты могут быть практически любой формы, пишут учёные в статье, появившейся в журнале New Journal of Physics.

Примечательно, что разработка американских физиков может быть использована для прямо противоположных целей - в микроскопах высокого разрешения. Если удастся скрыть от волн оптического диапазона кончик зондового микроскопа, можно будет значительно повысить разрешение съёмки (увидеть на получаемом изображении больше деталей), поясняет Discovery.