Трёхмерный метаматериал вышел в область видимого света

Сян Чжан (Xiang Zhang) и Джейсон Валентайн (Jason Valentine) из университета Калифорнии в Беркли (University of California, Berkeley) представили метаматериал, работающий в видимой части спектра. Опытные журналисты тут же раздули из этого сенсацию и уже не в первый раз заговорили о шапках-невидимках. Но не тут-то было.

Конечно, до полотна, скрывающего всё живое и неживое, ещё очень далеко, но, как говорится, сказка ложь, да в ней намёк.

Для начала поясним: метаматериалы — это композиты, обладающие свойствами, не встречающимися в природе. Они, к примеру, способны преломлять свет в "неправильную" сторону (обладают отрицательным индексом преломления).

Физики медленно подбирались к видимой части спектра, а заодно и к трёхмерности (должен преломляться любой свет, приходящий из любой точки пространства).

Новые открытия в этой области (а именно переход наконец-таки к видимому свету) помогут создать некоторое подобие шапки-невидимки или же супероптику, которая позволяла бы фокусироваться на куда более миниатюрных и даже подвижных объектах.

Существование метаматериалов с отрицательным индексом преломления было предсказано ещё в 1968 году Виктором Веселаго. И вот спустя 8 лет после первых сообщений об их создании учёные собираются продемонстрировать миру два композита, которые изменяют направление движения лучей ближнего инфракрасного и видимого диапазона.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature, Сян Чжан и его коллеги рассказывают о строении первого композита-вафли.

На кварцевой подложке они сложили в стопку 21 чередующийся слой непроводящего фторида магния и проводящего серебра, а затем ионным пучком в ней "просверлили" дырки, срезав стороны под некоторым углом (получились призмы).

Учёные показали, что полученная "конструкция" преломляет лучи света "не в ту сторону".

Можно представить, сколько различных сочетаний перепробовали исследователи, прежде чем достигли такого результата.

Чтобы "изогнуть" красный свет (вплоть до длины волны 660 нанометров), Чжан и его команда встроили регулярный массив серебряных нанопроводков внутрь пористой матрицы из оксида алюминия. Об этом достижении они расскажут в статье, которая выйдет в журнале Science 15 августа. И снова получили "отрицательное преломление".

Некоторые важные подробности проведённых экспериментов вы найдёте в пресс-релизе университета Беркли.

Можно ли сказать, что физики достигли долгожданной цели? Пожалуй, нет.

Например, инженер Генри Лежец (Henri Lezec) из американского Национального института стандартов и технологии (NIST) отмечает, что данная технология работает только для света, поляризованного в определённом направлении.

Тем не менее многие учёные считают и это достижение большим шагом вперёд.