Оптический плащ-невидимка
Возможно, каждому из нас хотя бы раз в жизни хотелось на какое-то время появляться невидимым для окружающих, подобно храбрецу фантастического романа Герберта Уэллса “Человек-невидимка”. Хорошо было бы и обучиться укрывать от посторонних глаз объекты неживой природы. Во второй половине 20-го века проблемой невидимости действительно занялись физики, потеснив фантастов в сторону
Солидной вклад в ее ответ внес В.Г. Веселаго, что более 40 лет назад обосновал возможность создания оптических сред с отрицательным показателем преломления. Добиться невидимости возможно, по большому счету говоря, тремя разными методами: 1) закамуфлироваться под внешнюю среду, как делают кое-какие растения и животные, спасаясь от своих недругов, 2) стать прозрачным для световых волн и 3) укрыться особым плащом-невидимкой.
В последнем случае плащ должен быть изготовлен из материала, что искривляет световые лучи так, что к наблюдателю возвращаются лишь лучи, отраженные от расположенной за укрываемым объектом области пространства. Но для объекта произвольной формы это сделать весьма тяжело, в случае если по большому счету вероятно.
Второй подход содержится в том, дабы отраженные от плаща лучи создавали иллюзию, словно бы они отражены плоской поверхностью, не смотря на то, что в плащ наряду с этим возможно укутан объемный предмет произвольной формы (к примеру, шар). Само собой разумеется, замену объекта отражающей плоскостью нельзя назвать невидимостью в полном смысле этого слова. Так как не смотря на то, что наблюдатель и не рассмотрит очертаний предмета, у него может появиться подозрение, что “в том месте что-то имеется”.
Но это все же лучше, чем ничего.
Кремниевый плащ-невидимка
Материал для для того чтобы “оптически плоского” плаща-невидимки был сравнительно не так давно изготовлен [1]. Но он был действенным только в микроволновом диапазоне длин волн. Сотрудники University of California, Berkeley и Lawrence Berkeley National Laboratory пошли дальше и расширили границы невидимости до ближнего инфракрасного диапазона длин волн (1400 – 1800 нм) [2].
Применяя ионное облучение, они вытравили в слое кремния много соответствующим образом расположенных отверстий нанометрового размера. Данный слой и делал функцию плаща-невидимки, превращая выпуклый участок подложки в плоский (см. рис.). Многократно отражаясь от стенок отверстий по пути к выпуклости и обратно, световой пучок выходит из продырявленного слоя кремния таким, как если бы он отразился от плоской поверхности.
Таковой вот увлекательный эффект. Возможно ли его как-нибудь применять на практике – тяжело сообщить. Все-таки хочется стать не просто плоским, а всецело невидимым…
- 1. R.Liu ниссан блюберд., Science 323, 366 (2009)
- 2. J.Valentine et al., Nature Mater. 8, 568 (2009)