Создан материал, делающий объект невидимым в трех измерениях

Физики из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology) под руководством Толга Эргина (Tolga Ergin) создали метаматериал, способный скрыть объект от наблюдения в трех измерениях. Исследователи продемонстрировали сокрытие от глаз наблюдателя дефекта (вмятины) на золотой пластине, расположенной за полученным метаматериалом. Вмятина размером несколько микрометров на 150-нм пластине из золота полностью незаметна в пределах угла обзора не более 30є от вертикали по всем трем измерениям.



Предыдущие достижения в области создания материалов-невидимок были ограничены либо одной плоскостью наблюдения, либо объект был невидим в очень узком диапазоне света. Метаматериалы в общем случае обладают свойством, демонстрирующим отрицательную проницаемость – диэлектрическую, магнитную или оптическую. Полученный командой Эргина метаматериал представляет собой сложную структуру из полимерных стержней, толщиной несколько сотен нанометров. Полимер (фоторезист) специальным образом обрабатывали лазером для придания необходимого коэффициента преломления и определенной структуры. Эргин говорит, что нет никаких ограничений по размерам скрываемого объекта, однако на создание экспериментального образца микронного размера (90х30х10 мкм) у исследователей ушло более трех часов, и невидимость обеспечивается в диапазоне света с длиной волны 1,4 мкм и выше.



Для создания невидимости в оптическом диапазоне (380-780 нм) толщина стержней метаматериала не должна превышать 10 нм, что при существующей технологии лазерной обработки это пока не доступно. Если будет найден способ придания необходимой формы стержням такой толщины, то массовый выпуск плащей-невидимок окажется не за горами.

Предложена схема двумерного метаматериала на основе графена



Физики предложили схему двумерного метаматериала на основе графена. Новая работа опубликована в журнале Science, а ее краткое изложение доступно в пресс-релизе университета Пенсильвании.

Свойства метаматериалов зависят, в первую очередь, от структуры, а не от химического состава. Такие материалы способны "хитрым" способом изменять пути прохождения электромагнитных волн, что приводит к появлению необычных оптических эффектов, например, невидимости. Если объект поместить рядом с метаматериалом, у наблюдателя создастся иллюзия отсутствия объекта, так как отраженные им волны "запутаются" в метаматериале не достигнут глаз наблюдателя или детекторов прибора.

Графен - это аллотропная модификация углерода, представляющая собой слой атомов этого элемента толщиной в один атом. За создание графена двое ученых российского происхождения - Андрей Гейм и Константин Новоселов - были в 2010 году удостоены Нобелевской премии по физике. Графен обладает рядом уникальных свойств, в частности, в нем наблюдается максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов.

Электропроводность графена можно очень легко изменять, варьируя расстояние от заземляющей пластины до графенового слоя. Соответственно, в одном слое графена возможно создать зоны, сильно отличающиеся по электропроводности. Электромагнитные волны по-разному распространяются в слоях с различной проводимостью - соответственно, располагая эти зоны в "правильном" порядке, ученые могут регулировать пути распространения электромагнитный волн.

Работа исследователей пока носит исключительно теоретический характер. Однако в случае воплощения идей физиков в реальность, метаматериалы на основе графена могут быть востребованы в оптике и электронике.

Эту вмятину и без всякого метаматериала ещё попробуй разглядеть, в микроскоп только если. Вот если бы пластина исчезла, вот это другое дело.