To kolejny tekst w tym portalu, którego nie można zatytułować "Peleryna niewidka w zasięgu ręki", bo już tak jeden zatytułowano. Cóż robić, takie są fakty. Dzięki nanotechnologii (a dokładniej - tzw. metamateriałom) postępy w optyce są w ostatnich latach rewelacyjne - niedługo przemysł zacznie czerpać pełnymi garściami z osiągnięć w tej dziedzinie.
Metamateriały dzięki specjalnej strukturze mogą wywoływać precyzyjnie zaprojektowaną kaskadę zjawisk falowych i zmusić światło do ominięcia określonego obszaru. Zamaskowane przedmioty nie pozostawią nawet cienia - patrzący w ich kierunku będzie widział pustą przestrzeń. (A dokładniej - zobaczy w tym miejscu wyłącznie otoczenie osłoniętego obszaru.) I oczywiście - tło.
Poza urządzeniami ochronnymi i maskującymi umożliwia to również wiele innych niezwykłych zastosowań takich jak supersoczewki. Dokładniej opisałem je tutaj w zeszłym miesiącu.
Inżynierowie zdołali już zbudować osłonę maskującą przed mikrofalami, a także - przed czerwonym światłem. Problemem pozostawała jednak konstrukcja osłony przed pełnym spektrum światła widzialnego, ponieważ światło fioletowe ma dwukrotnie krótszą falę od światła czerwonego i pod innymi kątami się załamuje.
Naukowcy martwili się, że jeśli dostroją materiał maskujący do określonej długości fali, to i tak nie osiągnie się pełnej niewidzialności dla pozostałych kolorów. Można będzie korygować niedoskonałości, ale idealna niewidzialność jest niemożliwa - orzekł na łamach "Science" prof. Ulf Leonhardt ze szkockiego Uniwersytetu St. Andrews.
Minęły dwa lata i to samo czasopismo publikuje pracę Leonhardta z rozwiązaniem tego problemu. (Dowcip polegał na tym, żeby równania Maxwella dostosować do geometrii nieeuklidesowej, np. dla sfery w przestrzeni, którą chcemy zamaskować.)
- Zauważmy, że większość przezroczystych materiałów zachowuje się tak, jakby zakrzywiały geometrię dla światła - tłumaczy Leonhardt - światło w soczewce, w kropli wody albo w mirażu przemieszcza się w przestrzeni tak, jakby była ona zakrzywiona.
Tymczasem dotychczasowe projekty materiałów zapewniających niewidzialność zakładały zazwyczaj perspektywę zewnętrznego obserwatora i tradycyjną przestrzeń euklidesową, w której to promienie świetlne są w rozmaity sposób zakrzywiane. Zmiana perspektywy pozwoliła Leonhardtowi zaprojektować lepszy materiał.
Urocza to historia, zwłaszcza, że mamy do czynienia z optyką.
W dodatku parametry projektowanego materiału nie osiągają wartości nieskończonych, co zdarzało się w dotychczasowych pracach teoretycznych. Mimo niezwykłości nowej grupy materiałów, nie można z nimi zrobić niemożliwego.
- Metamateriały mogą być bardzo zróżnicowane, ale wciąż podlegają pewnym ograniczeniom - przypomina uczony.
