Физики создали цифровую ткань для плащей-невидимок

В будущем новая технология позволит значительно облегчить создание таких оптических устройств, создание которых нереализуемо в классической оптике - гиперлинз и "плащей-невидимок".

Работа опубликована в Nature Materials, коротко о ней пишет Образовач.

Электромагнитные метаматериалы - искусственные среды, у которых есть непривычные электромагнитные свойства из-за регулярной структуры на масштабах короче длины волны используемого света. Метаматериал создаются из метаатомов, композитных структур, которые как правило делают из металла и диэлектрика.

Метаатомы короче длины волны, из-за чего свет "не понимает", что метаматериал дискретен. Свойства этой среды при этом будут чувствительны к взаимному расположению метаатомов и их геометрии. В итоге, можно получить электромагнитные свойства, которых нет у природных материлов, в том числе настолько непривычные, как отрицательный показатель преломления.

В своей работе ученые предложили применять для разработки метаатомов и метаматериалов только два элемента, которые назвали битами. Метаатомы, образованные из таких битов, были названы байтами. Их свойства зависимы от геометрии - внутренней или толщины внешней сферы, а также от материала каждой из частей метаатома. Они являются либо плоскими прямоугольниками, либо концентрическими цилиндрами или сферами.

• Читайте также: Физики создали "гравитационную картошку" небывалой четкости

Для презентации работоспособности своей концепции ученые показали численный расчет электромагнитных свойств ряда устройств. Ими стали выпуклая линза с неоднородным распределением диэлектрической проницаемости, канал с почти нулевой диэлектрической проницаемостью и гиперлинза (которая способна создавать изображения предметов, меньших по размеру, чем длина волны используемого света; в обычной оптике создание таких линз невозможно).

Исследование стало первым шагом к появлению реальных цифровых метаматериалов. Прежде компьютерные вычисления ученые проводили, считая, что на метаматериал попадает монохроматический свет. Также для упрощения расчетов все объекты считали двумерными. Переход к трехмерным структурам потребовал применения других форм метаматериальных битов.