Така че доживяхме да видим време, когато невидимата шапка, познат атрибут на народните приказки, не изглежда фантастична. Настоящите технологии ви позволяват да скривате обекти без никаква магия, разчитайки само на познаване на законите на физиката.
Историята на невидимите материали се връща към периода на формирането на Съветската държава, когато стартираха много научни проекти, понякога най-фантастичните. През 1936 г. пресата пише за самолет, изработен от прозрачен плексиглас, покрит с амалгама. Уж е проектиран от Робърт Бартини, италиански инженер, избягал в СССР. Обаче нито фотографии, нито рисунки на този прекрасен самолет не са оцелели, така че тайната на неговата невидимост може да се счита за изгубена. Материали, които бяха недостъпни за окото, трябваше да бъдат преоткрити.
Виждаме онези обекти, които отразяват светлината. Те го разпръскват под различни ъгли в зависимост от цвета, материала, положението спрямо източника на светлина. Отражението се улавя от ретината и се предава на мозъка, където се формира изображение. Съответно, ако светлината, отразена от обекта, не достигне до ретината, няма да я видим. Но как може да се приложи такава технология на практика?
Към днешна дата учените са измислили три метода. Например, те предлагат светлината да се огъва около предмет, без да се сблъсква с него. За това нещото трябва да бъде покрито с материал със специална структура под формата на решетка от включвания-тухли, чийто размер е по-малък от определена дължина на вълната на светлината.
Ето как художникът си представи невидимата нанокап / група Xiang Zhang, Berkeley Lab / UC Berkeley.
Да предположим, че спектърът, видим за човешкото око, покрива дължини на вълните от 400 до 700 нанометра, следователно включването на решетките трябва да бъде от порядъка на 100-200 нанометра. Неслучайно те се наричат мета-атоми. Светлината ще се огъва около обекта, покрит с мета-атоми, като пешеходна яма на пътя. Подобна идея беше реализирана от физици от САЩ през 2015 г., създавайки материал от силиций с дебелина само 80 нанометра. С негова помощ беше възможно да се скрие мъничка частица от живи клетки от изследователя, който я наблюдава чрез микроскоп.
„Можете също така да накарате светлината да премине през материала, без да се изкривява. Във физиката се използва количество, наречено пропускливост - то показва съотношението на радиационния поток, преминал през вещество, към потока, който е паднал върху повърхността му. Например светлината преминава през вакуум без пречка, така че нейното пропускане е единство. Но металът отразява всички електромагнитни вълни, падащи върху него. Оказва се, че за да бъде материалът невидим, светлината трябва да премине през него напълно, без разсейване, както през вакуум “, казва Алексей Башарин, служител на Лабораторията за свръхпроводящи метаматериали в NUST MISIS.
За да направите това, изследователите измислили комбинация от два материала, така че отразените от тях вълни да се изгасят една от друга и просто да преминат през без разсейване - това състояние се нарича анапола. А структурите, които проявяват необичайни свойства поради своята архитектура, а не характеристиките на съставните им вещества, се наричат метаматериали.
Промоционално видео:
Третият метод разчита на способността на материала да абсорбира цялата светлина, без да отразява нищо. Но той не е много популярен, тъй като няма да е възможно напълно да скриете обекта зад него - той ще хвърли сянка.
„Най-трудното е да направите материал, прозрачен за широк спектър от светлина. За щастие това не е необходимо, защото обикновено функцията за невидимост е необходима за конкретна задача. Например, за да сме сигурни, че определена радиация унищожава само раковите клетки и просто не забелязва здрави. Що се отнася до наметалата за невидимост като забавление за хората, те едва ли ще дойдат на пазара скоро в скоро време. Достатъчно е физиците да докажат, че даден метаматериал работи, което изисква парче с размери няколко микрометра. Просто не е интересно и е много скъпо да се произвеждат огромни "парцали", поне засега ", заключава Башарин.
Олга Коленцова
