Теоретики придумали жидкий метаматериал

Цзи-Пин Хуан (Ji-Ping Huang), специалист университета Фудань, и его коллеги пришли к выводу, что определённые наночастицы, плавающие в воде, могли бы скрыть от глаз наблюдателя очень многое.

Может ли вода скрыть под своим покровом что угодно? (фото Wolfgang Staudt/flickr.com)

Китайцы представили и обсчитали, каким должно быть поведение в воде шариков магнетита (Fe₃O₄), покрытых слоем серебра толщиной пять нанометров. (Все расчёты будут приведены в статье, принятой к публикации в Physical Review Letters.)

В отсутствие магнитного поля мельчайшие шарики просто плавали бы в воде. При включении поля частицы самособирались бы в цепочки, длина которых зависит от напряжённости магнитного поля. Шарики можно дополнительно покрыть полимером, который мешал бы наночастицам собираться в "комки".

Цепочки могут также соединяться в толстые колонки, направление которых совпадает с линиями магнитного поля. В контейнере с водой они способны образовать поверхность с отрицательным индексом преломления. То есть падающий на неё свет будет "отражаться" неестественным для природы образом и огибать предметы, скрытые под слоем воды, делая их невидимыми.

Мы уже неоднократно рассказывали о различных метаматериалах, которые могли бы послужить физическим аналогом сказочной шапки-невидимки. Среди прочих учёные создавали трёхмерный метаматериал для инфракрасного и видимого света.

В данном случае китайцы смоделировали взаимодействие системы с излучением с тремя определёнными длинами волны. В результате им удалось доказать, что взвесь частиц будет действовать как метаматериал в красной и инфракрасной частях спектра.

Правда, некоторые физики сомневаются, что новинка пригодится в реальности: она не охватывает весь спектр видимого света. Кстати, подобное ограничение для твёрдых метаматериалов накладывается тем правилом, что более короткими длинами волн можно оперировать только при помощи более "узких" структур. Тем временем человек пока не в состоянии создать что-то подобное.

Теория Хуана и его коллег предполагает, что жидкий метаматериал мог бы охватить всю область видимого света, но для этого надо придумать подходящее покрытие для наночастиц.

Китайские учёные надеются, что данная разработка станет первым мягким подстраиваемым метаматериалом. Впрочем, пока идея "жидкой шапки-невидимки" существует лишь на бумаге. Воплотить её пытаются специалисты Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley), но ни о каких достижениях пока речи не идёт.