ТЕОРИЯ
Теория таких материалов была изложена в статье советского ученого Виктора Весе- лаго, опубликованной в 1967 году в журнале «Успехи физических наук». Но вспомнили о ней лишь на рубеже XXI века, когда ученым удалось наконец создать такой метаматериал. Исследователи в Университете Дьюка продемонстрировали цилиндр, окруженный концентрическими кольцами метаматериала. На цилиндр направляли поток электромагнитных волн. Волны огибали его, не отражаясь и не создавая тени, - они его «не увидели». Пресса сразу окрестила этот метаматериал «шапкой-невидимкой».
ПРАКТИКА
Настоящая «шапка-невидимка» появится нескоро: реализация идеи пока доказана для узкого диапазона электромагнитного излучения (миллиметровых волн). Однако у этой технологии большое будущее. Создание материалов, недоступных электромагнитным и звуковым или поверхностным волнам, сулит заманчивые перспективы. Вот лишь некоторые примеры: военная техника будет невидимой для радаров. Что будет, если смешать деревянные стружки с нитками и залить клеем? Композиционный материал (композит) с определенными свойствами. Как он себя ведет? Частично как нитки, частично как стружки, частично как клей, поскольку, как пишут в учебниках, «физические свойства композиционных материалов определяются индивидуальными свойствами входящих в их состав компонентов». Если компоненты горючие, то и композит будет гореть, а к магнитному воздействию эти компоненты и композит в целом «равнодушны». Может ли случиться, что они «передумают»? В природе - нет, а под руководством человека - вполне. В последнее время обсуждается совершенно новый класс композитов, так называемые метаматериалы - они проявляют нехарактерные для природных объектов свойства, на первый взгляд противоречащие здравому смыслу. Причем эти свойства зависят не от индивидуальных характеристик компонентов, а от самой структуры материала. Метаматериалы могут иметь, например, отрицательный коэффициент преломления электромагнитных волн, в то время как у привычных нам материалов он положительный. Как это выглядит? Представьте, что вы сидите в центре плота и смотрите в воду под небольшим углом. Вы видите дно чуть сбоку от плота. А если вода будет иметь отрицательный коэффициент преломления, то дно вы увидите уже под плотом.
сейсмических поверхностных волн - самого разрушительного фактора землетрясения; морские буровые платформы - для воздействия цунами.
Однако «невидимость» метаматериалов - не единственное свойство для практического применения. С их помощью, например, можно создать суперлинзы (вполне официальный термин), разрешающая способность которых гораздо меньше, чем в традиционной оптике. Сейчас ученые работают над суперлинзами, благодаря которым в будущем будут изготавливаться микросхемы с элементами размером в считанные нанометры. Применение таких суперлинз позволит значительно увеличить емкость оптических носителей информации.
СТАТУС
Над метаматериалами работают во многих научных центрах и университетах, сегодня ученые лишь на первом этапе пути. Возможность реализации самой концепции подтверждена, но до создания даже прототипов «шапки-невидимки» и суперлинз еще довольно далеко.