ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

Мечта о том, чтобы, укрывшись волшебным (или высокотехнологичным, что нередко почти одно и тоже) плащом, сделаться невидимым, пока остается мечтой. Правда, в последние годы некоторые надежды стали вселять новые метаматериалы, обладающие, в том числе, и необычными оптическими свойствами. На некотором, пока очень приблизительном и грубом уровне, но они уже позволяют скрывать объекты из видимости. В любом случае, до сих пор все, что удавалось ученым, реализуемо лишь в определенных, заранее заданных длинах волн (обычно – в микроволновом диапазоне), с определенных ракурсов и с определенными объектами, обычно микроскопического размера.

Впрочем, недавно ученые предложили простую и недорогую в сравнении с предшественниками систему, способную скрыть в видимом диапазоне волн объекты размерами в несколько миллиметров – «с перечное зерно», как говорят авторы. Кроме того, на сей раз обошлось и без метаматериалов, в конструкции используются весьма популярные для оптических инструментов кристаллы исландского шпата (прозрачная форма кальцита – карбоната кальция). «Так часто бывает, что очевидное решение долго никем не замечается», - говорит один из авторов работы профессор Джордж Барбастатис.

Описанная ими система работает так. Для начала объект, который требуется скрыть (в эксперименте это был клиновидный кусочек металла), помещается на плоское горизонтальное зеркало и накрывается сверху плоской пластиной из шпата, склеенной из двух противоположно ориентированных кристаллов. В пластине имеется углубление размерами 38х10х2 мм, в котором и оказывается искомый объект. Все погружается в жидкость с определенным коэффициентом преломления (хотя авторы заверяют, что и на воздухе все работает неплохо, только картинка получается более размытой). Затем все подсвечивается обычным светом и наблюдается с определенного направления. Тогда-то и можно заметить, что никакого кусочка металла под прозрачным кальцитом и не видно - просто чистое зеркало.

Два кристалла шпата в верхней пластине, как мы уже упомянули, ориентированы таким образом, что их анизотропические свойства проявляются противоположные направлениях. В итоге луч света претерпевает многократные отражения, многократно преломляется и в нужном месте огибает скрытый объект. При этом все размеры подобраны таким образом, что общий путь луча остается тем же, как если бы объекта и не было вовсе – так что обычные оптические методы не позволят определить наличие «невидимки».

Авторы отмечают, что если использовать более крупные кристаллы шпата, можно делать невидимыми и более крупные тела (самый большой из известных кристаллов исландского шпата имеет размеры 7х7 м). Получается, что пока основным недостатком системы остается ее «двумерность», приводящая к тому, что невидимость проявляется лишь с определенных ракурсов. Впрочем, авторы замечают: «У нас уже есть кое-какие идеи о том, как перейти к трем измерениям».

Пластина исландского шпата поверх газетного листа: эффект двойного лучепреломление заметен и невооруженному глазу

Розовый объект под шпатом становится невидимым

По публикации MIT News Office