Читать «Юный техник, 2008 № 11» онлайн - страница 6

Впервые о возможности создания такого материала высказался еще в 1968 году советский физик В.Г. Веселаго. Он пришел к заключению, что, если создать материал с отрицательным коэффициентом преломления, то в нем распространение волн существенно изменится.

Например, при прохождении границы раздела двух сред в обычных условиях волна обычно отражается от поверхности под тем же углом, что и падает. Однако, если один материал (например, воздух или вода) имеет положительный коэффициент преломления, а другой — отрицательный, отраженная волна будет следовать в ту же сторону, что и приходящая. Такая особенность и создает возможность для направления падающего излучения в обход объекта, что делает его невидимым в данном диапазоне частот.

В последние 30 лет исследования отрицательного коэффициента преломления и связанных с ним явлений ведутся по всему миру. Ученые, в частности, создали новый класс искусственно модифицированных материалов с особой структурой — так называемых метаматериалов.

Упрощенно говоря, слои, направляющие волну в обход объекта, состоят из игл размером около 10 нанометров, внедренных в полимер или полупроводник по определенной схеме.

В 2006 году был показан прототип устройства из метаматериала, способного делать объекты невидимыми для микроволнового излучения, а год спустя — аналогичное устройство для инфракрасных лучей. Недавно создан и материал, делающийся невидимым в красном свете. Однако до создания настоящей «шапки-невидимки» пока еще далеко. Ведь видимый свет, как известно, состоит из 7 цветов радуги; присутствует в нем и ультрафиолетовое излучение. А как сочетать в одном покрытии слои, которые могли бы работать во всем диапазоне видимого света, ученые пока не знают.

Но даже монохроматический вариант устройства может быть использован на практике, например, для сокрытия объектов от приборов ночного видения, которые, как правило, работают на одной длине волны в ИК-диапазоне.

Другое применение — скрыть объект от систем лазерного наведения огнестрельного оружия, бомб или ракет. Экспериментальные модели «шапки-невидимки», предназначенные для военных, появятся примерно через 5–6 лет, считают эксперты. Следующий этап — создание устройств, которые позволят делать объекты невидимыми для радаров в авиации и ультразвуковых сонаров в подводном флоте.

Во всяком случае, военные ведомства западноевропейских стран крайне заинтересовались открытием испанских ученых, которые сумели получить так называемые звуковые кристаллы.

Один из авторов открытия — Хосе Санчес-Дехеза из Политехнического университета Валенсии — рассказал, что новый материал, пока что существующий лишь в теории, будет состоять из расположенных на поверхности покрытия рядов крохотных микроскопических цилиндров. Они-то и станут своего рода глушителями звука и ультразвука, блокируя его отражение и распространение.

Доктор Санчес-Дехеза также сообщил, что в скором будущем собирается получить и протестировать прототип такого материала в своей лаборатории. «Он может найти практическое применение во многих сферах, например, в качестве эффективной звукоизоляции», — сказал ученый. Однако военные в первую очередь хотят все-таки создать подлодки-призраки, невзирая на то что новые покрытия могут значительно утяжелить суда.