Исследователи предложили новый способ сделать объекты невидимыми

• Новый метод использует генетические алгоритмы для минимизации электромагнитного рассеяния объекта путем введения в него наполнителя.
• Он делает невидимыми и объект, и наполнитель.

Благодаря недавним достижениям в области материаловедения, ученые проявляют больший интерес к области невидимости. Хотя термин невидимость используется в нескольких различных областях, таких как квантовая механика, термодинамика и акустика, в этом исследовании основное внимание уделяется электромагнитной невидимости в оптическом диапазоне.

Исследование невидимости стало проблемой современной науки в 1967 году, когда российский физик Виктор Веселаго опубликовал теоретический анализ материала с отрицательной диэлектрической проницаемостью и магнитной проницаемостью. С тех пор материаловедение стремительно развивалось.

В этой работе исследователи использовали метод, основанный на маскировке наполнителя, чтобы продемонстрировать электромагнитную невидимость объектов. Они не добавляли внешний слой, вместо этого они добились невидимости изнутри тела объекта. Этот метод дает ряд преимуществ и открывает новые возможности в биоинженерии и оптических системах.

Это не плащ-невидимка Гарри Поттера

Сечение рассеяния (SCS) - это хорошо известная концепция для измерения видимости объекта. Это соотношение между полной падающей мощностью и общей рассеянной мощностью. Большинство предлагаемых методов (сделать объект невидимым) основаны на уменьшении SCS, близком к нулю.

Это означает, что объект не сможет отражать свет обратно к наблюдателю и рассеивать свет в любом направлении. А поскольку он не может поглощать энергию, он также не может образовывать тень.

Ссылка:Природа | doi:10.1038 / s41598-018-32070-5 | Университет Эстремадуры

Идея состоит в том, чтобы добиться невидимости за счет наполнителя (а), а не за счет добавления внешнего слоя. Это совсем не похоже на плащ-невидимку Гарри Поттера. Вместо этого эта техника вдохновлена ​​научно-фантастическим романом Герберта Уэллса «Человек-невидимка», в котором ученый по имени Гриффин вводит себе необычное химическое вещество и становится невидимым.

Изображение предоставлено:Ambiaso / Fotocommunity

Исследователи применили технику плазмонной маскировки, которая делает невидимыми и объект, и наполнитель. Этот метод сильно отличается от других методов, потому что вы заставляете объекты взаимодействовать с их окружением без препятствий со стороны внешних слоев.

В частности, предлагаемый метод основан на использовании генетических алгоритмов уменьшения электромагнитного рассеяния объекта путем введения в него наполнителя.

Ограничения и приложения

Использование внутреннего, а не внешнего плаща - вот что отличает этот метод от других. Однако здесь есть серьезный недостаток:вы не можете достичь того же уровня невидимости, который достигается с помощью внешних плащей.

Это справедливо для трехмерных структур, но только для изотропных объектов. Кроме того, вы не можете использовать его на больших объектах, и получаемая пропускная способность все еще очень мала. Однако авторы считают, что есть много возможностей для дальнейших улучшений.

Читайте:Практический 3D-дисплей, созданный с помощью технологии голографии и светового поля

Идея использования наполнителей для невидимости открывает множество применений, от использования в биоинженерии и коммуникациях до использования нетвердых материалов. Один из наиболее распространенных примеров - использование его в невидимых микроскопических датчиках, которые не мешают измеряемому инструменту:можно предотвратить искажения показаний, используя наполнители для достижения невидимости.