РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Кристалл невидимости: Первые шаги к волшебству

Обычный кристалл исландского шпата позволил сделать объект невидимым. Правда, с определенных ракурсов.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

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 — вспомним хотя бы работы, о которых мы рассказывали в заметках «Бутерброд-невидимка» и «Видимо — невидимо». 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.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Впрочем, недавно ученые, работающие в рамках американо-сингапурского исследовательского альянса SMART, 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 (George Barbastathis).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

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.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Необычные оптические свойства исландского шпата хорошо известны — анизотропия свойств его кристалла приводит к тому, что он расщепляет видимые свет надвое, преломляя луч в зависимости от его поляризации. Говоря проще, если вы посмотрите на что-нибудь через кристалл шпата, изображение будет двоиться — этот эффект и называется двойным лучепреломлением. Именно этот эффект и использовали ученые.

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».

Загрузка статьи...