Команда инженеров и физиков из Технологического института Карлсруэ разработала первую шапку-невидимку из обычных материалов, таких как полимеры и акриловая краска. Маскирующая система способна скрыть объекты, умещающиеся внутри цилиндра диаметром два сантиметра.
Чтобы создать шапку-невидимку, необходимо разработать способ перенаправления световых лучей вокруг объекта, а затем восстановить их первоначальную траекторию прохождения. Тогда не будет заметно, что световые волны миновали некий объект.
Как правило, для достижения такого эффекта физики используют так называемые метаматериалы — материалы с заранее заданными свойствами и искусственно созданной периодической структурой. Большинство разработанных на сегодняшний день шапок-невидимок могут скрыть лишь очень малые объекты для света видимой части диапазона, но не для ультрафиолетового или инфракрасного излучения. Поэтому они не готовы к полномасштабному использованию на практике.
Ведущий автор нового исследования Роберт Шитни (Robert Schittny) утверждает, что ему и его коллегам удалось создать шапку-невидимку, которая не просто прекрасно прячет довольно крупные объекты, но и относительно проста и бюджетна в изготовлении. Дело в том, что команда Шитни в своей работе использовала обычные материалы, такие как полимеры, металл и акриловая краска.
Ранее инженеры уже совершали попытки изготовить маскирующую систему из подобных материалов, однако полученные в результате устройства не способны были скрыть от посторонних глаз макроскопические объекты. Но главное достижение, о котором говорят немецкие учёные, это крайне эффективная работа их новой шапки-невидимки.
Чтобы заставить световые лучи обогнуть объект, исследователи использовали не преломление, которое обеспечивают метаматериалы, а эффект рассеяния. Сама "шапка" изготовлена из полидиметилсилоксана (этот полимер используется для производства контактных линз и шампуней) с добавлением наночастиц диоксида титана для повышения эффективности рассеяния. Внутри прячущего объекты блока располагается полый металлический цилиндр, покрытый отражающей акриловой краской.
Конструкция шапки-невидимки была разработана таким образом, что среднее время распространения света через полимерный блок будет соответствовать времени, которое требуется для его прохождения через весь блок. Именно так Шитни и его коллеги сделали изгиб световых волн незаметным для посторонних глаз.
Конечно, такая шапка-невидимка не способна скрыть объект из поля зрения в обычном воздухе в прямой зоне видимости, да и сам объект не может быть достаточно большим, что было бы весьма востребовано в военном деле. Однако Шитни и его команда надеются, что их разработка будет полезна в мирных целях. Они хотят, чтобы такая шапка-невидимка стояла в каждом школьном кабинете физики и пробуждала бы в учениках интерес к науке.
Технология была представлена на конференции по лазерам и электрооптике CLEO в Сан-Хосе, штат Калифорния.
