Ученые из ИТМО создали цилиндр-невидимку для микроволнового диапазона

Расчеты рассеяния излучения от однородного цилиндра
Расчеты рассеяния излучения от однородного цилиндра

Физики из университета ИТМО научились делать объекты полностью невидимыми в микроволновом диапазоне без использования каких-либо метаматериалов или других отражающих покрытий.

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.
Теги:

Читать еще на Чердаке: