Физики создали всеразмерный микроволновый "плащ-невидимку"

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.

Корейские и американские физики создали особый метаматериал, способный скрыть объект любой формы и размеров от взгляда в микроволновом диапазоне электромагнитного излучения, и опубликовали инструкцию по его сборке в статье в журнале Nature Communications.

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. Частичная невидимость обеспечивается свойствами так называемых метаматериалов — специальных соединений с экзотическими оптическими свойствами.

Группа физиков под руководством Дэвида Смита (David Smith) из университета Дьюка в городе Дарем (США) использовала гибкий метаматериал для изготовления плаща-невидимки, чьи свойства не зависят от размера и формы предмета, который он скрывает.

Как отмечают авторы статьи, метаматериалы представляют собой своеобразную мозаику из кусочков разных материалов, сочетание которых создает эффект "плаща-невидимки". В большинстве случаев размеры, площадь и расположение таких компонентов нельзя менять без ухудшения "качества" невидимости, что делает создание "всеразмерных" стелс-накидок практически невозможным.

Смит и его коллеги решили эту проблему при помощи "умного" метаматериала, способного подстраиваться под произвольные изменения размеров и формы. Для этого ученые разделили "плащ-невидимку" на множество мелких секторов, каждый из которых представлял собой цилиндр из полоски гибкого силикона — соединения кремния, кислорода и органики — и воздуха, заполняющего пустоты между кусочками материала.

В состоянии покоя лист из данного метаматериала состоит из ячеек с одинаковыми оптическими свойствами. При его деформации часть ячеек меняет свою форму и оптические характеристики. Благодаря особой организации "плаща", оптические свойства метаматериала в целом практически не меняются, что позволяет ему скрывать объекты практически любой формы и размеров.

Для демонстрации работоспособности своего изобретения Смит и его коллеги изготовили небольшой "ковер" из силиконовых ячеек, скрывающий объекты от микроволнового излучения с частотой от 10 до 12 гигагерц. Как и ожидали физики, "качество" невидимости не зависело от угла падения лучей, размеров предмета, который скрывал ковер, и других параметров эксперимента.

По словам Смита и его коллег, подобные "плащи" крайне просты в изготовлении и их легко приспособить под работу в разных диапазонах микроволнового излучения. Как считают ученые, подобные приборы найдут широкое применение в оптике, электронике и других сферах жизни.