Физики создали цифровую ткань для плащей-невидимок

Специалисты из университета Пенсильвании разработали цифровой подход к созданию метаматериалов и разработали уникальный электромагнитный метаматериал. В будущем с помощью новой технологии станет возможным создание гиперлинз и «плащей-невидимок» — оптических устройств, существование которых невозможно в классической оптике.

Электромагнитные метаматериалы — это искусственные среды, у которых есть особые электромагнитные свойства. Метаматериалы создаются из метаатомов, длина которых меньше длины волны используемого света. Благодаря этому свет «не понимает», что метаматериал дискретен. Результат — материал с уникальными электромагнитными свойствами, которых нет у природных материалов, например, отрицательный показатель преломления.

В своей работе ученые предложили применять для разработки метаатомов и метаматериалов только два элемента, которые назвали битами. Метаатомы, образованные из таких битов, были названы байтами. Их свойства зависимы от геометрии — внутренней или толщины внешней сферы, а также от материала каждой из частей метаатома. Они являются либо плоскими прямоугольниками, либо концентрическими цилиндрами или сферами.

Для презентации работоспособности своей концепции ученые показали численный расчет электромагнитных свойств ряда устройств:

  • выпукая линза с неоднородным распределением диэлектрической проницаемости (канал с почти нулевой диэлектрической проницаемостью);
  • гиперлинза, которая способна создавать изображения предметов, меньших по размеру, чем длина волны используемого света.

Исследование стало первым шагом к появлению реальных цифровых метаматериалов. Прежде ученые проводили компьютерные вычисления, считая, что на метаматериал попадает монохроматический свет, и для упрощения расчетов все объекты считали двумерными.

Поделиться
Автор: Composite Online 9 Декабрь, 18:50 579

Комментарии