Создано новое оптическое устройство, позволяющее свету беспрепятственно огибать острые углы - «Наука и технологии»

Все, кому доводилось бывать в комнатах кривых зеркал или рассматривать голограммы, достаточно хорошо знакомы с миром оптических иллюзий. А сейчас ученые из разных стран активно работают над воссозданием оптической иллюзии нового типа - технологий сокрытия вещей, делающих их невидимыми. Для этого, в основном, используются так называемые метаматериалы, сложные материалы, имеющие сложную структуру поверхности и обладающие за счет этого рядом уникальных оптических свойств, которые никогда не встречаются у материалов естественного происхождения. У некоторых ученых уже получилось "скрыть от постороннего взора" простые объекты, но такие технологии терпят полное фиаско, когда с их помощью требуется спрятать объекты, имеющие грани с острыми углами.

Потоки преломляемого метаматериалами света, огибая поверхность скрываемого объекта, начинают интенсивно рассеиваться и искажаться, сталкиваясь с острыми углами. Фотоны света, обладающие пусть и небольшим импульсом движения, не способны резко изменить траекторию их движения. В худшем случае поток света начинает рассеиваться на острой грани, а в лучшем случае - импульс движения фотонов немного изменяется, что приводит к изменениям его некоторых других характеристик, проявляющихся в виде оптических искажений.

Ученые предпринимали попытки решения этой проблемы путем создания фотонных кристаллов, обладающих сильными магнитными свойствами. Такие кристаллы позволяли фотонам света резко изменять траекторию их движения без потери импульса и изменения их параметров. Но, к сожалению, такие кристаллы, искажающие электромагнитную составляющую пространства так, словно фотоны продолжают двигаться по прямой, не могут работать со всем спектром видимого света, их максимальная эффективность проявляется в отношении света строго определенной длины волны.

Проведя новые исследования, ученые из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Германия, продемонстрировали совершенно новый способ, при помощи которого можно заставить поток волн света огибать острые углы, который эффективно работает в достаточно широкой области спектра. Кроме этого, траектория распространения света изменяется практически идеально, не затрагивая основные показатели волн света, такие, как амплитуду и фазу.

Созданное учеными оптическое устройство, своего рода "угловой плащ-невидимка", имеет треугольную форму и изготовлен из многослойного материала. Каждый из этих слоев, изготовленный из полимерной пены или оптической керамики, имеет свой собственный коэффициент преломления и эффективно работает со светом определенного диапазона длин волн. Во время испытаний технологии наблюдатели отметили, что такой необычный "плащ" почти полностью скрывает свое присутствие и присутствие объекта с острыми гранями от любого человека, в глаза которого попадает свет, прошедший сквозь метаматериал устройства.

Следует отметить, что технология, разработанная исследователями из KIT, сама по себе не является технологией полного плаща-невидимки. Тем не менее, ее совмещение с другими подобными технологиями позволит в недалеком будущем создать устройства, способные скрыть от постороннего взгляда объекты практически любых форм и любых размеров.