Создано маскирующее устройство, функционирующее в трех измерениях
Модель маскирующего устройства, покрытого слоем золота (иллюстрация из журнала Science). :::Физикам из Технологического института Карлсруэ (Германия) и Имперского колледжа науки, техники и медицины (Великобритания) удалось скрыть микрометровый дефект поверхности от наблюдения под различными углами.
Созданные ранее аналогичные устройства на базе метаматериалов работали только в одной выделенной плоскости. Если бы с их помощью удалось, к примеру, спрятать холм, человек, стоящий на поверхности земли, его не заметил бы, но тот же холм легко обнаружил бы наблюдатель, взобравшийся на лестницу.
Для формирования требуемого пути распространения излучения авторы использовали сложную структуру из наноразмерных стержней, выполненных из полимера (фоторезиста) с показателем преломления около 1,52. Полимерные слои наносились на стеклянную подложку, и каждый из них обрабатывался лазером; области, на которые попадало лазерное излучение, затвердевали, образуя набор стержней, а нетронутая часть материала удалялась. Сверху был расположен отражающий слой золота толщиной 150 нм с микрометровой «вмятиной».
Наблюдателю, который смотрел прямо на «вмятину» или не слишком значительно — на угол до 30˚ — отклонялся от перпендикуляра к поверхности, золотой слой казался абсолютно ровным. Этот эффект сохранялся в ограниченном диапазоне длин волн (1,4—2,7 мкм).
«Никаких теоретических ограничений на размер скрываемого объекта нет, — говорит ведущий автор работы Толга Эргин (Tolga Ergin). — Но даже на создание относительно простой полимерной структуры [длиной 90, шириной 30 и высотой 10 мкм] у нас ушло три часа. Если дефект поверхности сделать миллиметровым, ждать придется очень долго». Разумеется, ученым очень хочется продемонстрировать подобное маскирующее устройство оптического диапазона, но для этого понадобятся чрезвычайно маленькие — размером около 10 нм — стержни. «Достичь таких размеров очень сложно, — признает г-н Эргин. — У любой технологии изготовления есть свой предел».
Стоит заметить, что практически синхронно с европейскими физиками свой вариант «трехмерного» маскирующего устройства, которое работает на несколько бóльших длинах волн, представили исследователи из Северо-Западного университета и Университета штата Оклахома (оба — США). Полученные результаты ученые изложили в статье, выложенной на сайт arXiv.
Дмитрий Сафин
Компьютерра-Онлайн
