Плащ-невидимка: скоро в продаже!

Группа ученых под руководством Толга Эргин (Tolga Ergin) из Технологического университета в Карлруэ (Karlsruhe Institute of Technology), Германия, заявили, что они смогли обернуть небольшую выпуклость в обертку из золота, добившись того, что она стала невидима в инфракрасном свете, близко к видимому спектру. Об этом сообщает Associated Press. Отчет о проделанной работе опубликован в сегодняшнем выпуске журнала Science.

Исследователям удалось добиться того, чтобы видимость пропадала в 3 измерениях (3D). До сих пор все проекты по созданию оберток-невидимок работали только в 2 измерениях.

Обертка представляет собой структуру из кристаллов с воздушным пространством между ними, которая выглядит чем-то вроде поленницы. Выпуклость обладает миниатюрными размерами, 0,00004 дюйма в высоту и 0.0005 дюйма в ширину, – чтобы ее разглядеть, необходимо увеличительное стекло. Ученые утверждают, что, в принципе, обертка-невидимка может быть больше, ее размеры не ограничены. Но поскольку создание обертки на практике требует времени, укутывание больших предметов пока технологически невозможно.

Ценность открытия, по словам доктора Эргина, заключается в том, что человечество узнало больше о принципах оптической трансформации. По его словам, немецкие ученые сделали первый шаг в производстве 3D-структур, позволяющих делать предметы невидимыми. Разумеется, нельзя ожидать, что из разработок фундаментальной науки в скором времени получится готовый к продажам плащ-невидимка.

Спрятаться человеку хотелось давно, и «Вокруг Света» об этом неоднократно рассказывал. Однако абсолютная невидимость противоречит природе зрения: чтобы видеть, человеку надо искажать световые лучи и поглощать их, совсем незаметно такое не удастся. Довольно очевидные попытки обойти этот запрет предпринимались неоднократно. Например, Рэй Олден из университета Северной Каролины уже 5 лет пытается запатентовать свою идею ткани-хамелеона: на ней установлены микроизлучатели, имитирующие цвет тела, расположенного где-то вблизи. Так, например, танк, едущий по прерии, замаскируется в бурый цвет, под стать высохшей траве под днищем, благодаря установленным там телекамерам.

У Андреа Алу, выходца из Римского университета, работающего сейчас в американском университете Пенсильвании, другие разработки. Как известно, свет на границе двух сред может либо отражаться, либо преломляться, а внутри среды – поглощаться или проходить сквозь нее, с коэффициентами поглощения, преломления, отражения и прохождения. Алу и его коллеги по Пенсильванскому университету Надеру Ингете посчитали, что произойдет в нескольких средах с разными коффициентами. Расчет показал, что если диэлектрическая проницаемость внешнего слоя меньше единицы или вообще отрицательна, то оптический размер всей конструкции уменьшится.

Диэлектрическая проницаемость меньше диэлектрической проницаемости вакуума есть, например, у плазмы. Соответственно, этим свойством обладает и почти любой металл, поскольку электронный газ внутри кристаллической решетки, – это плазма. Проблем тут две: во-первых, металл – проводник, а не диэлектрик; во-вторых, диэлектрическая проницаемость зависит от частоты и становится меньше проницаемости вакуума только вблизи так называемой плазменной частоты, которая находится далеко за пределами видимого света, в ультрафиолете.

Ученым нужно было найти материал, который был бы одновременно и проводником, и изолятором, а свои металлические свойства проявлял бы при очень низких частотах электромагнитных колебаний. Похожие задачи решали еще полтора десятилетия назад в разных странах, в том числе и в России. Искомая среда получается внедрением в прозрачный изолятор металлических опилок определенных размера и формы. Результаты своих исследований ученые из Пенсильваннского университета опубликовали в журнале «Science» 26 мая 2006 года. Они назвали такое устройство «плазменным щитом».

Кроме того, в августе 2008 года появилась информация о том, что двум независимым группам ученых из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley), США, удалось разработать два вида материалов, позволяющих направлять свет по неправильному пути. Они использовали метаматериалы, похожие на те, что использовали и в Пенсильвании.

А в январе 2009 года мы сообщали, что группа ученых из университета Дюка (Duke University) в Дареме, Северная Каролина, США, разработала ткань, которая скрывает разнообразные объекты таким образом, что их невозможно зафиксировать с помощью микроволн.