Некоторые футурологические концепты, придуманные писательницей Джоан Роулинг как «изобретения волшебников», становятся реальностью — например, плащ-невидимка Гарри Поттера.
Около пяти лет назад были представлены широкополосные ахроматические металинзы, с помощью которых впервые удалось сделать объект незаметным во всем спектре видимого света. Сочетание этой технологии с маскировкой метаматериалом — еще одним недавним достижением в области нанотехнологий — дает возможность создания плаща-невидимки. В нормальных условиях, когда на предмет попадает свет любой длины волны, типичным "поведением" материала является либо его поглощение, либо отражение. В любом случае, объект не будет прозрачным.
Единственный способ добиться прозрачности — сделать так, чтобы свет, идущий из-за объекта, мог каким-то образом по той же траектории пройти перед объектом, как если бы он проходил непосредственно через объект. Таким образом настоящее «маскирующее устройство» будет работать, отклоняя свет вокруг объекта со всех сторон. Всякий наблюдатель, смотрящий на объект из любого места, увидит просто фоновые сигналы — как если бы замаскированного объекта не было бы вовсе.
Далее: за последние два десятилетия было разработано специальное многослойное покрытие, известное как метаматериал, позволяющее электромагнитному излучению определенных длин волн свободно проходить вокруг объекта. Структура метаматериала перенаправляет свет вокруг объекта — в том же направлении, откуда он пришел.
Начиная с 2006 года, наука трансформационной оптики позволила наносить электромагнитное поле на извилистую пространственную сетку. Когда сетка искажается, поле искажается тоже — и в правильной конфигурации внутренний объект может быть полностью скрыт. Сгибая и разгибая свет в нужной степени, объекты могут быть замаскированы для определенных длин волн света. Подобным образом в 2016 году удалось создать семислойный плащ из метаматериала, чей диапазон был расширен от инфракрасного до радиочастотного спектра.
Собирающие и рассеивающие линзы используются для коррекции человеческого зрения с помощью очков. Большинство обычных материалов, из которых изготавливают линзу, обладают теми же дисперсионными свойствами, что и призма: когда вы пропускаете свет через нее, свет замедляется. Но у любой линзы есть досадное свойство, заключающееся в том, что свет с разной длиной волны замедляется на разную величину — вот почему получается эффект «радуги». Однако если нанести на линзы покрытие из метаматериала, можно свести к минимуму эффект хроматической аберрации.
Прорыв в этом отношении произошел в 2018 году — он был связан с применением наноплавников на основе титана. Основываясь на длине волны падающего света, наноребра направляют свет через другую часть материала, позволяя ему изгибаться на необходимую величину — и с высокой точностью.
Источник: https://bigthink.com/starts-with-a-bang/invisibility-cloak-183582/
