Представлен плащ-невидимка толщиной в десятки микрометров

Традиционные «плащи-невидимки», делающие объект невидимым, попросту полностью покрывают его метаматериалами. В теории они прекрасны. Однако на практике пока работают только в лабораториях. Одна из главных трудностей заключается в том, что высокоанизотропные метаматериалы должны по толщине быть сравнимы с объектом, который они прячут. В случае человека это означает толщину, несовместимую со свободным ношением такого «плаща».

Кроме того, обычно «плащи-невидимки» работают только в узком диапазоне волн — ýже, чем воспринимаемый человеком спектр, что позволяет делать объекты лишь частично невидимыми.

Во время эксперимента цилиндр был эффективно защищён от системы микроволнового излучателя и приёмника. (Здесь и ниже иллюстрации A. Alù et al.)

А вот Андреа Алу (Andrea Alù) из Техасского университета в Остине (США) вместе с коллегами создал аналогичную систему с принципиально иными параметрами. Толщина его метаэкрана равна каким-то 66 мкм. Состоит метаматериал из гибкого поликарбоната (фактически поликарбонатной плёнки), покрытого сетью из медных полосок толщиной 20 мкм.

Принцип работы метаэкрана несколько отличается от привычного вам «плаща-невидимки». Когда на него падают электромагнитные волны, он генерирует электромагнитное поле в противофазе. То есть моменты максимума одного волнового колебания (генерируемого метаэкраном) совпадают с моментами минимума другого колебания (падающего на экран света). Если при этом волны по амплитуде одинаковы (а именно это и происходит в случае вторичной генерации волны метаэкраном), то в результате сложения фаз происходит взаимное уничтожение волн.

Увы, это теория, а на практике такое уничтожение действительно эффективно только в определённом диапазоне параметров падающего света. Так, если объект будет очень большим, должной эффективности не достичь.

До (слева) и после (справа) использования метаматериала заметность цилиндра для микроволнового излучения была принципиально разной.

Кроме того, пока исследователям удалось использовать свою методику лишь для экранирования от волн около 3,6 ГГц, хотя и в более широком диапазоне вокруг главного значения, чем это удаётся обычным «плащам-невидимкам».

Сейчас учёные работают над созданием такого же устройства для получения невидимости в оптическом диапазоне. Предположительно, более широкий рабочий диапазон волн должен позволить новой конструкции обеспечивать полную невидимость маскируемого предмета для человеческого глаза.

Отчёт об исследовании опубликован в издании New Journal of Physics (доступен полный текст).

Подготовлено по материалам Техасского университета в Остине.