Отчеты о попытках создать "плащ-невидимку" не в тридесятом царстве, а в реальном мире, все чаще появляются на страницах научных журналов.
Теперь ученым удалось скрыть от глаз наблюдателя различимый невооруженным глазом объект в широком диапазоне видимого излучения.
Первый "плащ-невидимка", созданный инженерами в 2006 году, довольно долго не сходил со страниц газет и журналов. Это была впечатляющая разработка, но со многими немаловажными ограничениями, не последним из которых было то, что "плащ-невидимка" работал только для одной частоты микроволн.
С тех пор физики ломают головы над вопросом: можно ли сделать нечто подобное для диапазона частот видимого человеческому глазу излучения? В прошлом году несколько исследовательских групп объявило о найденном решении, которое приняло форму "ковра-невидимки", покрывающего лежащий на плоскости объект и прячущего его от глаза наблюдателя в диапазоне оптических частот.
Опять же, эти безусловно интересные разработки обладали рядом ограничений. Во-первых, оптическую основу устройств составляли кремниевые микроструктуры, очень чувствительные к изменению размеров и дорогие в изготовлении. Во-вторых, "ковры-невидимки" скрывали объекты размером лишь несколько микрометров - не намного больше, чем длина волны света.
"Ковер-невидимка", изготовленный Бейлом Чжаном и его коллегами из Массачусетского технологического института (MIT), работает гораздо лучше. Он способен спрятать объект размерами порядка миллиметров в широком диапазоне видимого излучения - от красного до синего.
Более того, этот "ковер-невидимка" изготовлен из кальцита - распространенного и относительно дешевого материала, используемого в оптике. При этом разработчикам не пришлось применять какие-либо высокотехнологичные производственные процессы - хватило обычных методов изготовления оптических линз. "Ковры-невидимки" ложатся поверх объекта и делают его незаметным для глаза наблюдателя. Фокус в том, чтобы заставить свет двигаться так, как если бы он отражался от поверхности, на которой лежит этот объект.
Ранее такого эффекта удавалось достичь с помощью искусственно модифицированных структур, которые направляют свет определенным образом. Эти так называемые метаматериалы сейчас находятся в центре внимания научной общественности (о метаматериале, способном сделать объект невидимым в оптическом диапазоне частот читайте - "Видимо? Невидимо!").
Однако Чжан и его коллеги выяснили, что существуют природные материалы, способные справится с этой задачей, и кальцит - один из них. Он примечателен тем, что его оптические свойства зависят от направления, в котором свет проходит сквозь этот материал.
Используя эту особенность, ученые смогли создать блок (а точнее, пару блоков) из кальцита, которые работают, как "ковер-невидимка". Они продемонстрировали полученный эффект, скрыв от глаз наблюдателя стальной клин длиной 38 мм и высотой 2 мм. Чжан утверждает, что им первым удалось сделать невидимым такой большой предмет.
Но не обошлось и без ложки дёгтя - ограничений нового "ковра-невидимки". Основное из них - устройство работает "в плоскости", т.е. скрывает предмет только от того, кто глядит на него с определенного направления. Другое ограничение - "ковер-невидимка" работает только с поляризованным светом. Впрочем, это не настолько портит дело, как может показаться вначале. Например, вода поляризует свет - а значит, логично предположить, что устройство будет эффективно под водой.
Не так давно некоторые физики говорили, что "нормальный" плащ-невидимку (каким мы его представляем по сказкам и научной фантастике) не удастся создать никогда, поскольку метаматериалы, как правило, поглощают видимый свет быстрее, чем передают его. Но "плащи-невидимки" становятся все совершеннее и совершеннее, несмотря на столь пессимистические прогнозы. Действительно, не многие технологии получили такое развитие за столь короткий промежуток времени. |
