Эффект невидимости

Чтобы увидеть объект, нужен свет. Он рассеивается или отражается реальными предметами и «возвращается» к зрителю вместе с образом предмета. Объекты, которые не рассеивают и не отражают, например, стекло, увидеть гораздо сложнее. Видимые объекты искажают ход лучей, и, чтобы сделать эти объекты невидимыми, нужно либо сделать их прозрачными, либо преобразовать ход лучей света таким образом, чтобы они возвращались к зрителю неискаженными. Для создания эффекта невидимости нужно контролировать распространение света, делая так, чтобы лучи словно огибали объект.

Современные материалы могут иметь совершенно неожиданные свойства и применяться в различных областях.

Возможности науки сегодня позволяют работать не только на уровне элементов, но и на уровне атомных структур, что определяет появление материалов, наделенных свойствами, которые не встречаются в природе. Такие материалы создаются искусственным путем — некоторые из них даже могут контролировать распространение света.

Отдельный вид новых материалов, объединенных одним качеством, — это метаматериалы. Метаматериалы представляют собой композиционные материалы, свойства которых обусловлены искусственно созданной периодической структурой, а не составляющими их элементами. Поскольку одно из возможных свойств метаматериалов — способность

скрывать видимые объекты из-за отрицательного показателя преломления, их часто используют в оборонной промышленности. К примеру, сегодня самолеты не обязательно скрывать визуально, нужно маскировать их от систем наведения, которые работают в радиодиапазоне. Волна, идущая от радара, поглощается метаматериалом и не возвращается назад. То есть радар не может принять сигнал и зафиксировать объект. Использование метаматериалов позволяет электромагнитному излучению огибать предмет, помещенный в его структуру.

Области, в которых могут
применяться метаматериалы

Одно из направлений применения метаматериалов — медицина. В этом случае речь идет о работе с маленькими объектами. Сегодня уже понятно, что можно лечить онкологические заболевания, воздействуя на клетки опухоли. Но как защитить здоровые клетки, которые находятся рядом? Для этого также можно попробовать использовать возможности метаматериалов и создать из них оболочки для здоровых клеток на наноуровне.

С помощью метаматериалов можно получить возможность изучать и совсем «невидимые» объекты. Аналитические приборы — биосенсоры позволяют увидеть

биологические объекты типа белков
и молекул ДНК. Однако увидеть их очень трудно, поэтому можно создать «подложку» из метаматериалов, которая усилит отражение частиц так, что их
можно будет разглядеть в микроскоп.

Исследования возможностей метаматериалов используются и для изучения космоса. Природа многих объектов во Вселенной не ясна — мы
не знаем, как с ними взаимодействовать. Изучать их в радиодиапазоне нельзя, поскольку посланная волна не отражается. Но с ними можно найти способ взаимодействия, используя знания,

появившееся благодаря опыту работы
с метаматериалами.

Технология невидимости применяется и на аэродромах. При посадке самолеты должны получать максимально точный сигнал, который не перебивают другие волны. Поэтому самое безопасное решение — скрыть здания и вышки, расположенные рядом с местом посадки, чтобы они
не искажали сигнал.