Метаматериалы. Теория невидимости .

Страница: 1

Сообщений 1 страница 4 из 4

Поделиться12010-12-14 14:58:04

Автор: twister
Модератор
Зарегистрирован: 2010-11-29
Приглашений: 0
Сообщений: 76
Уважение: +4
Позитив: +0
Провел на форуме:
9 часов 29 минут
Последний визит:
2011-07-15 10:43:25

Ссылка
Физики создали "платформу девять и три четверти"

Физики из Китая при помощи метаматериалов создали иллюзию стены - материалы особой структуры искривляют траекторию электромагнитного излучения таким образом, что наблюдатель вместо канала, разделяющего две стенки, видит непрерывную поверхность. Подобная иллюзия позволяла героям книг Джоан Роулинг попадать в волшебный мир через невидимый проход в стене на платформе девять и три четверти. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а коротко о ней пишет портал Physics World.
Метаматериалами называют материалы, свойства которых определяются, в первую очередь, их структурой, а не химическим составом. Подобные материалы (а именно метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления) способны искривлять пути излучения таким образом, что оно, например, может огибать находящийся неподалеку от фрагмента метаматериала объект. Таким образом создается иллюзия невидимости - для наблюдателя объекта как бы не существует.

Метаматериалы можно использовать и для получения других эффектов - в частности, для создания оптических иллюзий. Авторы новой работы сумели сделать невидимым щель между двумя конденсаторами, создав на ее месте иллюзию стены. На одной из стен, представляющих собой конденсаторы, ученые разместили фрагмент метаматериала с отрицательным коэффициентом преломления и диэлектрической проницаемости. Благодаря использованию метаматериала и особому сочетанию конденсаторов и индукторов образовывались плазмоны, которые не давали излучению проникать внутрь щели (плазмонами называют квазичастицы, которые представляют собой квантования колебаний плотности электронного газа).

Пока иллюзия "работает" в радиодиапазоне при частоте излучения от 45 до 60 мегагерц. Перспективы создания подобных эффектов для излучения оптического диапазона пока довольно отдаленные - по мнению экспертов, этот процесс может занять не менее десяти лет.

В 2009 году тот же коллектив авторов опубликовал работу, в которой были изложены теоретические основы создания оптических иллюзий.

Поделиться22010-12-14 15:00:46

Автор: twister
Модератор
Зарегистрирован: 2010-11-29
Приглашений: 0
Сообщений: 76
Уважение: +4
Позитив: +0
Провел на форуме:
9 часов 29 минут
Последний визит:
2011-07-15 10:43:25

ссылка
Создан прототип стеклянного "генератора невидимости"

Физики создали прототип стеклянного "генератора невидимости". Статья ученых появилась в журнале Applied Physics Letters. Коротко исследование описано в пресс-релизе Мичиганского технического университета, сотрудники которого принимали участие в работе.
Созданный учеными материал делает невидимыми находящиеся рядом предметы за счет своей способности особым образом преломлять падающие на него лучи света. Материалы, обладающие такими свойствами, которые обусловлены в первую очередь структурой, а не составом, получили название метаматериалов. На сегодняшний день физикам удалось разработать метаматериалы также из металлов и керамики.

Авторы новой работы предложили схему метаматериала, состоящего из стеклянных столбиков-резонаторов, "расставленных" в форме концентрических окружностей так, что в итоге они образуют цилиндр. Вершины столбиков направляют лучи падающего на них света так, что они огибают находящийся неподалеку маскируемый объект, делая его невидимым для наблюдателя.

В разработанной исследователями компьютерной модели такой материал делал предметы невидимыми, когда на них попадало излучение в инфракрасном диапазоне. На практике ученым пока удалось создать сконструированный по этой схеме керамический метаматериал, "работающий" для микроволнового излучения (более длинноволновое, чем ИК). В перспективе физики намерены продолжить работы и разработать метаматериал, "подходящий" для видимого света.

Идея использования метаматериалов для создания невидимости была разработана в 2000 году, и хотя с тех пор теория продвинулась довольно значительно, на практике физикам удалось создать не очень много действенных метаматериалов (впрочем, в 2009 году исследователи впервые получили "генератор невидимости", работающий в инфракрасном диапазоне). Подробнее о том, что было сделано в области метаматериалов, можно прочитать тут и тут.

Поделиться32010-12-14 15:02:48

Автор: twister
Модератор
Зарегистрирован: 2010-11-29
Приглашений: 0
Сообщений: 76
Уважение: +4
Позитив: +0
Провел на форуме:
9 часов 29 минут
Последний визит:
2011-07-15 10:43:25

ссылка
Ученые придумали способ делать невидимыми крупные объекты

Физики разработали теоретические основы технологии, которая позволит сделать невидимыми для наблюдателя крупные объекты. Сразу две статьи исследовательского коллектива появились в журналах Optics Express и Physical Review Letters. Новый принцип кратко описан в пресс-релизе Университета Юты.
До сих пор большинство работ, посвященных вопросу маскирования объекта от определенного излучения, были сфокусированы на метаматериалах. Этим термином обозначают вещества, свойства которых зависят не от их химического состава, а от строения. Метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления искривляют падающие на них лучи света так, что находящийся за ними или рядом с ними объект становится невидимым в используемом диапазоне длин волн. Подробнее о свойствах таких материалов можно прочитать здесь.

Создание невидимости с использованием метаматериалов получило название пассивного. Авторы новых работ описали возможность активного маскирования объектов. Образ объекта для наблюдателя создают отраженные от объекта лучи света. В двух новых работах рассмотрены устройства, генерирующие электромагнитные волны таким образом, что их "сложение" с волнами, падающими на объект, "нейтрализует" изображение объекта. На видео, созданном авторами одной из работ, показано, как три генератора делают невидимым расположенный между ними объект.

У новой технологии есть несколько преимуществ по сравнению с методикой, задействующей метаматериалы. Во-первых, она позволяет маскировать крупные объекты. При помощи метаматериалов физикам пока удалось замаскировать тела не более 2 сантиметров длиной. Во-вторых, технология может быть использована для широкого диапазона длин волн. В перспективе ее можно применять для экранирования домов от сейсмических волн или для создания устройств, "убирающих" шум (акустические волны).

Основным недостатком нового метода является отсутствие практической демонстрации его возможностей. Исследователи не проводили экспериментов, а ограничились только теорией. Кроме того, активное маскирование даже на бумаге пока применимо только в двумерном пространстве.

Впрочем, многие технологии невидимости с использованием метаматериалов также созданы только в теории. Так, совсем недавно физики предложили способ превратить чашку в ложку и разработали концепцию зонта-невидимки.

Поделиться42010-12-14 15:58:37

Автор: twister
Модератор
Зарегистрирован: 2010-11-29
Приглашений: 0
Сообщений: 76
Уважение: +4
Позитив: +0
Провел на форуме:
9 часов 29 минут
Последний визит:
2011-07-15 10:43:25

ccылка
Физики создали трехмерный плащ-невидимку

Физики создали технологию, которая позволяет делать невидимыми объекты в трехмерном пространстве. До сих пор все подобные разработки "работали" только в двух измерениях. Новая работа опубликована в журнале Science. Коротко о ней пишет портал Physics World.
В своей работе ученые использовали метаматериалы - материалы, свойства которых, в первую очередь, зависят от структуры, а не от химического состава. Метаматериалы способны искажать пути попадающих на них лучей света таким образом, что наблюдатель, которого достигают отраженные лучи, видит не реальную картину, а некую иллюзию.

Авторы новой работы, в число которых входит один из главных специалистов по невидимости Джон Пендри, научились делать невидимым объект, находящийся под слоем метаматериала (в качестве аналогии можно привести мяч, спрятанный под ковром). Пластинка из метаматериала была сделана из тонких кремниевых слоев, уложенных друг на друга, между которыми находилась прослойка из полимера определенной структуры.

Метаматериал помещался на подложку из золота, на которой был сделан бугорок. "Ковер-невидимка" из метаматериала так изменял пути световых лучей, что наблюдатель не видел бугорка. Причем в отличие от предыдущих технологий, невидимость обеспечивалась во всех трех направлениях. Правда, размер бугорка, который ученым удалось замаскировать, составлял всего 30 на 10 на 1 микрометр. По словам авторов работы, теоретически, с помощью нового метода можно делать невидимыми и более крупные объекты, однако для этого придется затратить массу усилий на изготовление ковра-невидимки.

Еще одно ограничение новой работы - длина волны излучения. Пока физики смогли "приспособить" только инфракрасный диапазон. Однако, по их словам, точно так же можно маскировать объекты и для видимого света.

Теоретические основы создания невидимости были впервые предложены Джоном Пендри в 2006 году. С тех пор ученые смогли воплотить некоторые из теоретических концепций на практике (хотя большая часть работ по-прежнему теоретические). Недавно исследователи предложили использовать полученные наработки для защиты зданий от землетрясений.

Страница: 1

пирАмидА

Меню навигации