Учёные сделали серьезный шаг к созданию мантии-невидимки, разработав материал с отрицательным преломлением света.
Кадр из фильма про Гарри Поттера
Международная команда ученых впервые продемонстрировала возможность реализации отрицательного преломления света, которое вызывает свет к преломлению в обратном направлении, нарушая привычные законы оптики. Хотя это явление было теоретически обосновано еще 60 лет назад, его практическое применение часто зависело от сложных метаматериалов. Теперь же учёные доказали, что задача может быть решена гораздо проще.
Свет, состоящий из фотонов, в первую очередь взаимодействует с веществом через его электрические свойства. Когда фотон определенной длины поглощается атомом, он поднимает электрон на более высокий энергетический уровень, после чего электроны возвращаются и излучают новый фотон, который продолжает движение в соответствии с законами природы.
Исследователи из Университета Ланкастера в Великобритании и японских NTT Basic Research Laboratories создали уникальную кристаллическую структуру, где взаимодействие с фотонами происходит благодаря коллективному поведению атомов, а не рассматривается на уровне каждого отдельного атома. Это дало возможность использовать чистую кристаллическую решетку вместо метаматериалов, что минимизировало наличие дефектов и потерь энергии. Несмотря на многообещающие результаты, реализация данного метода требует точного подход.
Ключевым моментом является создание атомных матриц, которые контролируются и управляются с высокой степенью точности. В рамках эксперимента исследователи выстраивали атомы в организованную кристаллическую решетку с помощью стоячей волны светового излучения, что можно сравнить с «коробкой из-под яиц» из света.
Профессор Янне Руостекоски из Университета Ланкастера отметил, что в таких условиях атомы взаимодействуют через световое поле, образуя коллективные реакции, что в итоге приводит к возникновению уникальных оптических свойств, таких как отрицательное преломление света.
Это открытие обещает революционные изменения в таких областях, как создание идеальных линз и суперлинз, позволяющих получать изображения с разрешением ниже нанометра, а также в разработке устройств, способных скрывать объекты от взгляда.
