Ученые создали первую свободно стоящую шапку-невидимку 3D

Исследователи из США впервые сделали невидимым трехмерный объект, стоящий в свободном пространстве, продвинув широко обсуждаемую технологию на шаг вперед ближе к реальности.

Пока предыдущие изучения имели либо теоретический характер, либо ограничивались «прятаньем» двумерных объектов, данное показало, как обычные объекты могут сделаться невидимыми в естественном окружении во всех направлениях и со всех позиций наблюдения.

Исследователи использовали метод, известный как «плазмонная шапка», чтобы спрятать 18-сантиметровый цилиндр от микроволн.

Некоторые из последних достижений в области «невидимости» фокусировались на использовании метаматериалов – негомогенных искусственных материалах, которые имеют способность изгибать свет вокруг объектов. Однако этот новый подход использует другой тип искусственных материалов – плазмонные метаматериалы.

Когда свет падает на объект, он отражается от его поверхности. Мы видим объект, когда отраженный свет попадает нам в глаза.

Благодаря своим уникальным свойствам плазмонные метаматериалы обладают противоположным эффектом рассеяния по отношению к обычным материалам.

«Когда рассеянный свет от шапки и от объекта интерферирует, он уничтожается и в результате получается эффект невидимости под всеми углами наблюдения. Одно из преимуществ плазмонной техники невидимости является ее надежность и возможность применения в довольно широком диапазоне частот», - сказал проф. Андреа Алу (Andrea Alu).

В этом эксперименте цилиндрическая трубка была спрятана под оболочкой из плазмонного метаматериала. Система была протестирована посредством направления микроволн на спрятанный цилиндр и отображения результатов рассеяния. Шапка показала оптимальную функциональность, когда применялись микроволны с частотой 3,1 ГГц.

Ранее исследователи из Техасского университета показали, что форма объекта не имеет значения.

«В принципе, эта техника может быть использована и для видимого света. Однако размер объектов, которые можно эффективно спрятать, коррелирует с длиной волны, то есть размеры объектов должны быть порядка микрометров» - отметил проф. Алу.

           

Отображение распределения близкого поля вокруг и наверху тестируемого объекта