В течение многих лет авторы научной фантастики и фэнтези придумывали магические объекты, такие как плащ-невидимка Гарри Поттера или кольцо Бильбо Бэггинса, которые делали людей и вещи невидимыми. На прошлой неделе группа ученых из Университета Техаса в Остине объявила, что они сделали еще один шаг к этой цели. Используя метод, известный как «плазмонное маскирование», они скрыли трехмерный объект в свободном пространстве.
Связанный контент
- Геометрические фигуры вдохновляют новые эластичные материалы
Объект, цилиндрическая трубка длиной около 7 дюймов, был «невидим» для микроволн, а не для видимого света - так что вы не можете войти в экспериментальный аппарат и не увидеть объект. Но достижение, тем не менее, довольно ошеломляющее. Понимание принципов маскировки объекта от микроволн может теоретически привести к реальной невидимости достаточно скоро. Исследование, опубликованное в конце января в Новом физическом журнале, выходит за рамки предыдущих экспериментов, в которых двумерные объекты были спрятаны от различных длин волн света.
Как ученые это сделали? В нормальных условиях мы видим объекты, когда видимый свет отражается от них и попадает в наши глаза. Но уникальные «плазмонные метаматериалы», из которых был изготовлен плащ, делают что-то другое: они рассеивают свет в разных направлениях. «Когда рассеянные поля от плаща и объекта мешают друг другу, они взаимно компенсируют друг друга, и общий эффект - это прозрачность и невидимость на всех углах наблюдения», - сказал профессор Андреа Алу, соавтор исследования.
Чтобы проверить маскирующий материал, исследовательская группа накрыла им цилиндрическую трубку и подвергла установку взрыву микроволнового излучения. Из-за рассеивающего эффекта плазмонного материала в результате картирования микроволн объект не обнаружен. Другие эксперименты показали, что форма объекта не влияла на эффективность материала, и команда считает, что теоретически возможно скрыть несколько объектов одновременно.
Следующим шагом, конечно, является создание маскировочного материала, способного скрывать не только микроволны, но и видимые световые волны - плащ-невидимку, который мы могли бы носить в повседневной жизни. Алу, тем не менее, говорит, что использование плазмонных материалов для сокрытия более крупных объектов (например, человеческого тела) еще далеко:
В принципе, эту технику можно использовать для маскировки света; фактически, некоторые плазмонные материалы естественно доступны на оптических частотах. Однако размер объектов, которые могут быть эффективно скрыты этим методом, масштабируется с длиной волны работы, поэтому при применении к оптическим частотам мы можем эффективно остановить рассеяние объектов размером с микрометр.
Другими словами, если мы пытаемся скрыть что-то от человеческих глаз, используя этот метод, он должен быть крошечным - микрометр составляет одну тысячную миллиметра. Тем не менее, даже это может быть полезно:
Скрытие мелких предметов может быть захватывающим для множества применений. Например, в настоящее время мы исследуем применение этих концепций для маскировки наконечника микроскопа на оптических частотах. Это может значительно улучшить биомедицинские и оптические измерения ближнего поля.
В 2008 году команда из Беркли разработала ультратонкий материал, способный когда-нибудь сделать объекты невидимыми, а в начале этого года группа ученых из Корнелла, финансируемая DARPA, смогла скрыть фактическое событие длиной 40 пикосекунд (это 40 триллионных долей во-вторых, путем настройки скорости потока света.
Плащам-невидимкам еще могут пройти годы, но, похоже, мы вступили в эпоху невидимости.
