Физики создали плащ-невидимку, скрывающий нанообъекты от глаз человека

Ученые из университета в Беркли создали первый настоящий плащ-невидимку, скрывающий нанообъекты произвольной формы от глаз человека или окуляров камер и при этом обладающий невероятно малой толщиной – всего 80 нанометров, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

В последние годы физики создали множество устройств, позволяющих делать объекты невидимыми в том или ином диапазоне излучения. Как правило, функциональность таких плащей-невидимок крайне ограничена – некоторые из них умеют прятать только двухмерные предметы, другие работают лишь при ограниченном угле обзора или строго заданной температуре. Частичная невидимость обеспечивается свойствами так называемых метаматериалов – специальных соединений с экзотическими оптическими свойствами.

Сян Чжан (Xiang Zhang) из университета Калифорнии в Беркли (США) и его коллеги уже много лет работают над созданием подобных плащей. Пять лет назад им уже удалось создать подобное приспособление, скрывающее предметы от тепловых волн, используя особый метаматериал на базе кремния. Создавая этот плащ, ученые надеялись, что со временем им удастся «передвинуть» его из области инфракрасного в область видимого излучения.

Новый плащ-невидимка Чжана и его коллег состоит не из кремния, а из набора небольших наноантенн из золота, похожих по своей форме на микроскопические «кирпичи» с очень точно выверенной толщиной и высотой.

Эти «кирпичи» представляют собой так называемые плазмонные резонаторы – особые структуры, преобразующие падающий на них свет в коллективные колебания электронов и испускающие его обратно или преобразующие его в другие формы энергии. Эти резонаторы не дают свету, падающему на плащ и скрытый под ним объект, рассеяться при столкновении с ними и тем самым выдать их глазам наблюдателя или фотокамере. Вместо этого лучи или просто отражаются от поверхности плаща, как от обычного плоского зеркала, или проходят через него.

«Это первый пример того, как нам удалось скрыть трехмерный объект произвольной формы от видимого света. Наш наноплащ похож по своему виду и структуре на своеобразную кожу, его очень легко собрать или поменять его устройство. В принципе, его можно увеличить и до очень больших размеров, которые позволят нам прятать предметы макромира», – заявил Чжан.

По словам физиков, для работы этого плаща не требуется специальных устройств, источника энергии или сложных систем настройки. При этом объект, скрытый под этим плащом, необязательно должен всегда оставаться невидимым – невидимость можно отключить, поменяв поляризацию наноантенн.

Главной проблемой данного устройства на текущий момент времени является то, что инженеры пока не научились производить наночастицы в том количестве, которое требуется для создания больших плащей-невидимок. Чжан и его коллеги, однако, не считают это большим препятствием для их появления, так как уже существуют особые нанопринтеры, способные «печатать» подобные резонаторы в почти неограниченных количествах.

Даже нановерсии этого плаща, как считают авторы статьи, могут найти применение в реальной жизни. При их помощи, к примеру, можно будет скрывать части микросхем в компьютерах и мобильных устройствах в целях безопасности.