Американские
ученые создали плащ-невидимку из набора плазмонных резонаторов, который
впервые позволяет скрыть от обнаружения в микроволновом спектре
трехмерные объекты любой формы. Об этом говорится в статье,
опубликованной в New Journal of Physics.
В
последние годы физики создали множество устройств, позволяющих делать
объекты невидимыми в том или ином диапазоне излучения. Как правило,
функциональность таких плащей-невидимок крайне ограничена - некоторые из
них умеют прятать только двухмерные предметы, другие работают лишь при
ограниченном угле обзора или строго заданной температуре. Как правило,
частичная невидимость обеспечивается свойствами так называемых
метаматериалов - специальных соединений с экзотическими оптическими
свойствами.
Группа
ученых под руководством Андреа Алу из университета штата Техас в городе
Остин (США) разработала микроволновый плащ-невидимку на основе другой
технологии - плазмонных резонаторов, которая позволяет такому устройству
работать при любых углах зрения и любом пространственном положении без
потери эффективности.
Тонкие
полоски из некоторых металлов - к примеру, меди, золота или серебра -
способны поглощать видимый свет и передавать его дальше в виде тепла или
других форм электромагнитного излучения. Это объясняется тем, что на
поверхности металла возникают так называемые плазмоны - коллективные
колебания электронов, способные поглощать и испускать энергию в виде
световых волн.Плащ подавляет рассеянное излучение на разных частотах микроволнового спектра. Положение скрытого объекта отмечено кругом
Алу
и его коллеги приспособили эти свойства для создания плазмонных
метаматериалов, обладающих особыми отражающими и преломляющими
свойствами. По словам ученых, им удалось настроить свойства своего
плаща-невидимки таким образом, что он «сталкивает» рассеянные волны
микроволнового диапазона, исходящие от плаща и спрятанного объекта. Это
приводит к их взаимному уничтожению, что скрывает объект от обнаружения в
данной части спектра.
Физики
использовали опытный образец своего изобретения для скрытия небольшого
цилиндра из пластика. В целом, результаты работы плаща совпали с
ожиданиями исследователей - зона максимального подавления рассеянного
излучения находилась в районе между 2,7 гигагерц и 3,8 гигагерц и
достигала своего пика при частоте 3,1 гигагерц.Как
показали наблюдения, качество невидимости было одинаковым при любом
угле наблюдения и при любом расстоянии между плащом и предметом, который
он скрывал.
Ученые
полагают, что аналогичная техника может быть использована для
разработки устройства, скрывающего объекты произвольной формы от лучей
видимого света.
«В
принципе, эта техника может работать и в диапазоне частот видимого
света. С другой стороны, максимально допустимый размер объектов зависит
от частоты работы плаща, и поэтому оптические плащи будут работать
только для предметов микрометрового размера. Тем не менее, даже это
можно использовать на практике - мы изучаем возможность скрытия жала
электронного микроскопа в оптическом диапазоне. Это может улучшить
точность биологических и оптических измерений», - заключает Алу.