Физики научились делать объекты полностью невидимыми в микроволновом диапазоне без использования каких-либо метаматериалов или других отражающих покрытий. Статья, посвященная работе ученых, была опубликована в журнале Scientific Reports.
Группа российских ученых под руководством Михаила Рыбина, старшего научного сотрудника лаборатории «Метаматериалы» университета ИТМО (университет является одним из участников программы Минобрнауки по повышению конкурентоспособности российских университетов "5-100"), выяснила, что при высоком коэффициенте преломления материала можно выделить два механизма рассеяния света: резонансный, связанный с локализацией света внутри объекта, и нерезонансный, имеющий плавную зависимость от частоты волны. Взаимодействие таких механизмов называется резонансом Фано. Ученые обнаружили, что волны, рассеянные через резонансный и нерезонансный механизмы, на определенных частотах имеют противоположные фазы и взаимно уничтожаются, делая объект невидимым.
В качестве материала с такими свойствами ученые использовали обычную воду, у которой коэффициент преломления регулируется путем изменения температуры. Работа физиков позволила осуществить первое экспериментальное наблюдение феномена невидимости однородного объекта — цилиндра с водой — путем компенсации рассеяния. При этом разработанный метод позволял по желанию включать и выключать режим невидимости на одной и той же частоте в 1,9 ГГц, всего лишь меняя температуру воды в цилиндре с 90 градусов до 50.
Обнаружение невидимости у однородного объекта, а не объекта, покрытого дополнительными оболочками, важно и с прикладной точки зрения. Поскольку изготовить однородный цилиндр заметно проще, открытие может послужить толчком в разработке наноантенн, где невидимые элементы конструкции могли бы сыграть большую роль в устранении помех. Например, из невидимых цилиндров можно создать несущие элементы миниатюрного антенного комплекса, который будет связывать два оптических чипа.
Группа российских ученых под руководством Михаила Рыбина, старшего научного сотрудника лаборатории «Метаматериалы» университета ИТМО (университет является одним из участников программы Минобрнауки по повышению конкурентоспособности российских университетов "5-100"), выяснила, что при высоком коэффициенте преломления материала можно выделить два механизма рассеяния света: резонансный, связанный с локализацией света внутри объекта, и нерезонансный, имеющий плавную зависимость от частоты волны. Взаимодействие таких механизмов называется резонансом Фано. Ученые обнаружили, что волны, рассеянные через резонансный и нерезонансный механизмы, на определенных частотах имеют противоположные фазы и взаимно уничтожаются, делая объект невидимым.
В качестве материала с такими свойствами ученые использовали обычную воду, у которой коэффициент преломления регулируется путем изменения температуры. Работа физиков позволила осуществить первое экспериментальное наблюдение феномена невидимости однородного объекта — цилиндра с водой — путем компенсации рассеяния. При этом разработанный метод позволял по желанию включать и выключать режим невидимости на одной и той же частоте в 1,9 ГГц, всего лишь меняя температуру воды в цилиндре с 90 градусов до 50.
Обнаружение невидимости у однородного объекта, а не объекта, покрытого дополнительными оболочками, важно и с прикладной точки зрения. Поскольку изготовить однородный цилиндр заметно проще, открытие может послужить толчком в разработке наноантенн, где невидимые элементы конструкции могли бы сыграть большую роль в устранении помех. Например, из невидимых цилиндров можно создать несущие элементы миниатюрного антенного комплекса, который будет связывать два оптических чипа.