Возможности метаматериалов будут демонстрироваться в лабораториях и школах
Ученые из Технологического института Карлсруэ (Германия) разработали небольшую переносную «мантию-невидимку» для наглядной демонстрации возможностей метаматериалов в лабораториях и школах. Как сообщает в своем пресс-релизе Американское оптическое общество, первая публичная демонстрация такого рода состоится 12 мая 2015 года в Сан-Хосе, Калифорния.
Большая часть таких мантий основана на метаматериалах. В них за счет искусственно созданной периодической структуры создается среда с отрицательным (и переменным) коэффициентом преломления. В результате, объект, помещенный внутрь такого прибора, огибается светом и становится невидимым. При этом система работает для очень узкого диапазона электромагнитного излучения.
Установка группы под руководством Роберта Шиттни (Robert Schittny) из Карлсруэ довольно проста и состоит из пустотелого цилиндра, в центр которого помещается маскируемый предмет. Стенки цилиндра покрыт акриловой краской, рассеивающей свет. При этом сам цилиндр покрыт слоем полидиметилсилоксана (распространенного пластика), допированного наночастицами двуокиси титана (недорогих титановых белил).
Такая схема позволяет с одной стороны замедлять рассеиваемый краской на цилиндре свет, несколько снижая скорость его распространения. С другой – та часть светового потока, что попадает в полидиметилсилоксан, начинает распространяться чуть быстрее в заранее заданном направлении, на котором снижена концентрация наночастиц титановых белил и рассевании распространяемого света чуть меньше.
В итоге, свет, огибающий маскируемый цилиндр, распространяется вокруг объекта с почти той же скоростью, как если бы он шел прямо через центр цилиндра, что позволяет сравнительно эффективно обмануть человеческий глаз почти по всему видимому спектру (хотя ширина этого спектра для разных людей может несколько различаться). Иными словами большинство наблюдателей действительно могут не увидеть небольшой предмет, замаскированной таким сравнительно простым устройством.
Разработчики отмечают, что в отличие от подавляющего большинства аналогов эта система оптической маскировки целиком состоит из твердых тел и не требует для успешной работы корректировки с помощью сложного лабораторного оборудования. Основным применением для такого демо «шапки-невидимки» Шиттни с коллегами предполагают демонстрацию части возможностей метаматериалов в лабораториях и школах, занимающихся подготовкой будущих физиков.