Новый плащ-невидимка скрывает крохотные трехмерные объекты любой формы

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли разработали складываемый, невероятно тонкий плащ-невидимку , который способен покрывать микроскопические объекты любой формы и сделать их невидимыми в видимом спектре. В ее текущей форме технология может быть полезна в оптических вычислениях или в скрытии секретных микроэлектронных компонентов от любопытных глаз. Но по словам исследователей, размеры плаща-невидимки могут быть увеличены с относительной легкостью.

Объекты видимы нам, потому что малая доля света, попадающая на них, распределяется перед нашей сетчаткой. Плащи-невидимки могут заставить объекты исчезнуть из поля зрения, используя необычные оптические особенности так называемых метаматериалов. Эти специальные техногенные соединения могут манипулировать светом уникальным способом, чтобы направить его по поверхности плаща, и тогда никакой свет не отражается от плаща или объекта, который сам плащ покрывает.

Ранее были разработаны плащи, которые работают в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой доле электромагнитного спектра. Однако, тогда как свет огибает спрятанный объект и скрывает его, эти плащи нарушают фазу электромагнитной волны. То есть объект остается скрытым, так как свет не отражается от него, но сам плащ может быть обнаружен при помощи специальных приборов. К тому же эти плащи весьма громоздкие и их очень сложно увеличить в размерах.

Группа под руководством Сьянг Чжанга (Xiang Zhang) достигла значительных успехов в инженерии метаматериалов для создании улучшенного плаща, который особенно тонок (толщиной всего 80 нанометров), не подвержен проблемам определения фазы предыдущих плащей, работает в видимом световом спектре и его можно увеличивать в размерах для покрытия макроскопических объектов. Плащ функционирует путем использования золотых наноантенн, где каждая из них манипулирует фазой световой волны, которая рассеивается от плаща. Когда скрытый объект освещается светом с длиной волны 730 нанометров (темно-красный свет), антенны делают из плаща плоское зеркало, независимо от его текущей формы.

Чжанг и его группа протестировали свое изобретение, обернув плащом небольшой объект неправильной формы. Как и ожидалось, когда красный свет попал на плащ, объект под ним стал невидимым даже под приборами, чувствительными к фазам. Когда поляризация наноантенн изменилась, эффект невидимости сразу исчез. Чжанг отметил, что впервые 3D-объект произвольной формы был скрыт от видимого света.

Ультратонкий плащ внешне похож на пальто, его легко изобрести, и он потенциально позволяет прятать большие объекты. Конечно, версия плаща Гарри Поттера пока еще не будет доступна в ближайшее время, но текущая версия может уже принести свою пользу в различных сферах науки.