Поклонники Джоан Роулинг наверняка помнят, что маленький волшебник может исчезнуть по желанию. Ему достаточно спрятаться под своим волшебным плащом.
Не так давно один престижный журнал опубликовал два отчета ученых, которые обнаружили, как достичь того же эффекта, не нарушая законов физики.
Они указывают, что невидимость - это вопрос изменения направления света вокруг объекта, поэтому весь свет продолжает двигаться, а не фокусируется на объекте. В отчетах предлагается использовать для этой цели очень прозрачный материал. Даже если бы наблюдатель посмотрел на объект, он бы увидел только то, что находится за ним.
Когда плащ Гарри Поттера состоит только из материалов, которые можно найти на волшебных рынках, таких как Косой переулок - очевидно, решающее значение имеет устройство, разработанное учеными. Оно состоит из недавно обнаруженных материалов, которые могут необычным образом преломлять световые лучи. Это так называемые метаматериалы!
Ученые, не включенные в работу, говорят, что планы кажутся реальными, но они потребуют использования более разработанных материалов, чем существующие. Исследователи также считают, что эта работа представляет собой крупный теоретический прорыв, который может предложить новые идеи в области материаловедения.
По словам ученых, чьи работы опубликованы в журнале Science, технология может защитить оборудование, направляя вокруг него лучи, и, возможно, также может быть использована в фундаментальных исследованиях.
Метаматериалы обладают особыми свойствами, потому что они состоят из внутренних структур, достаточно малых, чтобы вступать в контакт со светом или другим излучением. Это позволяет ученым создавать устройства, которые могут делать такие вещи, как преломление света.
Два отчета немного различаются по поводу принятия проблемы невидимости. Один говорит, что скрывающее устройство будет представлять собой толстую сферу из прозрачного материала с небольшим углублением в центре. Свет будет проходить через сферу, отклоняться в углублении в центре, а затем течь наружу.
В статье в Science описывается, сколько света необходимо преломлять в устройстве, и доказывается, что скрытый внутри объект действительно может казаться невидимым. Над статьей работали два видных деятеля метаматериального мира: Дэвид Р. Смит из Университета Дьюка и Джон Б. Пренди из Имперского колледжа Лондона.
В другой статье физика-теоретика Ульфа Леонхардта из Университета Сент-Эндрюс предлагается толстый цилиндр из прозрачного материала с отверстием в центре. Леонхард рассчитал, сколько света должно быть преломлено в каждой точке цилиндра, чтобы получить тот же результат. По словам ученых, предложение Леонхардта было бы проще реализовать, но невидимость в этом случае была бы менее полной: наблюдатель всегда может заметить конец цилиндра.
Авторы двух отчетов предупредили, что в их предложениях есть слабые места. Например, они могли работать только на определенных длинах волн света. Несовершенство метаматериалов ухудшило бы эффект.
Другая проблема заключается в том, что свет не может достичь скрытого от него устройства. Гарри Поттер может надеть плащ и скрываться в залах Хогвартса, шпионя за кем угодно. Не говоря уже о том, что разработанное учеными устройство будет статическим объектом, а не гибким плащом, который можно сложить и убрать в карман. Ученые пытаются сделать устройство лучше, но у Гарри Поттера все еще есть преимущество перед ними.