Ученые сделали важный шаг к появлению настоящего плаща-невидимки
Природные материалы взаимодействуют со светом посредством атомных переходов, прыжков электронов между различными уровнями энергии. Однако у этого процесса имеются ограничения: свет преимущественно взаимодействует со своим электрическим полем, но почти не затрагивает компонент магнитного поля. Эти особенности оптических свойств природных материалов привели к появлению так называемых метаматериалов, обладающих «противоестественными» свойствами, https://www.eurekalert.org/news-releases/1073130 EurekAlert. Например, отрицательным коэффициентом преломления.
Преломление возникает, когда пучок света меняет направление движения, проходя сквозь другую среду, например, воду или стекло. Отрицательное преломление – парадоксальный феномен изменения направления пучка в противоположную сторону от той, которая наблюдается в природе. Хотя такое явление ученые уже наблюдали прежде в метаматериалах, практическое применение наталкивалось на отсутствие технологий производства настолько качественных материалов и безызлучательных потерь.
Новый подход подробно, атом за атомом, моделирует движения света сквозь массивы атомов. И демонстрирует, что совокупная реакция атомов может приводить к отрицательному преломлению при полном отсутствии метаматериалов.
«В таких случаях атомы взаимодействуют друг с другом посредством светового поля, реагируя коллективно, а не независимо. Это означает, что реакция отдельного атома больше не направляет поведение всего ансамбля. Наоборот, коллективные взаимодействия порождают оптические свойства – например, отрицательное преломление – которые нельзя предсказать, изучая отдельные атомы изолированно», - сказал профессор Янне Руостекоски из Университета Ланкастера.
Этот эффект позволяет улавливать атомы в периодические оптические решетки, в которых они будут удерживаться волнами света. С их помощью можно будет управлять свойствами света с беспрецедентной точностью и даже добиться эффекта отрицательного преломления.
Важность исследований отрицательного преломления света заключается в революционном потенциале его применениях, если технологию получится довести до промышленного уровня. Технология позволит создавать суперлинзы, способные получать изображения за пределами дифракционного предела, включая полупроводниковую литографию с разрешением менее нанометра. Кроме того, станут возможны маскирующие устройств, делающие объекты действительно невидимыми.
В прошлом году компания Invisibility Shield Co https://hightech.plus/2024/03/28/na-kickstarter-poyavilsya-i... на Кикстартере «щит-невидимку». Установка под названием Invisibility Shield 2.0. состоит из прозрачного поликарбоната и тонких линз, которые рассеивают свет, отражаемый пользователем и окружающим фоном, создавая эффект невидимости.