Ученые предложили новые материалы для маскирующих покрытий-«невидимок»
Электродинамическая модель «невидимых» объектов из изотропных материалов впервые разработана учеными Института прикладной физики (ИПФ) РАН, 11 мая сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу ИПФ РАН.
Изотропные материалы имеют одинаковые свойства во всех направлениях. «Невидимыми» их делает свойство не искажать электромагнитное поле любых источников монохроматического излучения за пределами поверхности объекта.
Электродинамическая модель для таких материалов была разработана нижегородскими учеными, применивших методы трансформационной оптики с использованием операции конформного преобразования трехмерного пространства, ранее не известной.
Такие модели ранее разрабатывались для маскирующих покрытий, таких как «плащи-невидимки», «суперлинзы» и ряд других объектов, обладающих необычными электродинамическими свойствами.
Ранее предполагалось, что трехмерный невидимый объект может быть изготовлен только из материалов с одинаковой диэлектрической и магнитной проницаемостью, причем обязательно с анизотропией электромагнитных свойств. Исследователи ИПФ РАН впервые показали, что объекты из изотропных материалов также могут быть невидимыми.
Невидимый объект нового типа простейшего вида, пояснили исследователи, состоит из сферического «ядра» с положительным однородным показателем преломления и «согласующего покрытия» — сферического слоя вещества, обладающего отрицательным радиально-неоднородным показателем преломления.
Известно, что при падении электромагнитной волны на такой объект в нем формируется волновой пучок, переносящий энергию поля через объект, при этом за пределами границ пучка возникает энергетический вихрь — волновое поле с замкнутыми линиями тока энергии — то есть объект способен накапливать электромагнитную энергию как резонатор.
Если радиус ядра стремится к нулю, запасенная в вихре энергия растет неограниченно, и объект становится невидимой «черной дырой».
Также показано, что в ядре объекта образуется уменьшенная копия того электромагнитного поля, в которое помещен объект. Это позволяет использовать его для дистанционного измерения электромагнитных полей.
Эффект генерации волной, проходящей через объект, энергетического вихря ранее известен не был. Однако он должен наблюдаться и в невидимых объектах из анизотропных материалов с проницаемостями разных знаков.
Результаты исследования, выполненные с помощью новой модели описаны в статье «О копировании электромагнитного поля свободного пространства невидимым объектом», опубликованной в Journal of the Optical Society of America.
