Плащ-невидимка накриває об’єкт довільної форми, змушуючи світло відбиватися від нерівностей покриття як від плоскої поверхні.
З давніх-давен людина мріяла отримати здатність ставати невидимим. Не дивно, що вчені з усього світу вже давно намагаються створити шапку-невидимку або плащ Гаррі Поттера.
На сьогоднішній день кількість прототипів подібних пристроїв вимірюється десятками, але як правило, вони мають істотні обмеження у використанні. Наприклад, приховують об’єкт тільки в певному діапазоні частот, або ховають предмети строго певного розміру і форми.
У новому дослідженні фізики з Каліфорнійського університету в Берклі розробили тонкий плащ, здатний приховати у видимому діапазоні об’єкти будь-якої форми. І хоча на даному етапі технологія працює лише в мікроскопічному масштабі, принципи, що лежать в її основі, дозволять незабаром робити невидимими і великі предмети.
Людське око спостерігає навколишній світ завдяки розсіюванню, яке відбувається внаслідок взаємодії світла з різними хімічними речовинами. Правила, які регулюють ці взаємодії, можна обійти за допомогою метаматеріалів, оптичні властивості яких визначаються не хімічним складом, а штучно створеною структурою.
Один з провідних світових фахівців у галузі метаматеріалів Сян Чжан (Xiang Zhang) і його колеги протягом багатьох років займалися розробкою технологій, що дозволяють викривляти світлові хвилі і управляти їх відображенням. Попередні винаходи групи, виконані у вигляді накидки, вже дозволяли приховати контури предметів, але при цьому сам плащ-невидимку можна було легко виявити, що значно знижувало маскуючу здатність пристрою. Крім того ці прототипи були громіздкими і навряд чи могли використовуватися за межами лабораторії.
У новій роботі команда Чжана використовувала плівку завтовшки 80 нанометрів, що складається з крихітних золотих наноантен. Вчені накривали “наноплащом” площею в 1300 квадратних мікрометрів мікроскопічні тривимірні об’єкти довільної форми. Антени можна було включати і вимикати, змінюючи їх поляризацію. І якщо в вимкненому стані на знімку камери проглядалися силуети накритих предметів, то після їх включення світло відбивалося від покриття як від абсолютно гладкого дзеркала, приховуючи і заховані фігури і покриваючий їх матеріал.
“Це перший раз, коли тривимірний об’єкт довільної форми вдалося повністю приховати від видимого світла, – повідомляє Чжан в прес-релізі. – Наше ультра-тонке покриття тепер і виглядає як плащ. Його легко виготовити, використовувати і потенційно можна масштабувати, щоб ховати макроскопічні об’єкти “.
Звичайно, якщо говорити про сферу застосування плаща-невидимки, в першу чергу на думку спадає маскування військових об’єктів і шпигунські технології. Але насправді можливість управляти взаємодією між світлом і матеріалом відкриває широкі перспективи для більш мирних цілей. Наприклад, для розробки нових оптичних мікроскопів, надшвидких оптичних комп’ютерів, систем шифрування і 3D-дисплеїв.
Докладні результати нового дослідження опубліковані в журналі Science.