3305
Фізики створили унікальну цифрову тканину для плащів-невидимок
— Технології&Авто
Фахівці з університету Пенсільванії розробили цифровий підхід до створення метаматеріалів.
У майбутньому нова технологія дозволить значно полегшити створення таких оптичних пристроїв, створення яких не реалізовано в класичній оптиці – гіперлінзи і “плащі-невидимки”.
Електромагнітні метаматеріали – штучні середовища, у яких є незвичні електромагнітні властивості через регулярну структуру на масштабах коротше довжини хвилі світла, що використовується. Метаматеріали створюються з метаатомів, композитних структур, які як правило роблять з метала і діелектрика.
Метаатоми коротше довжини хвилі, через що світло “не розуміє”, що метаматеріал дискретний. Властивості цього середовища при цьому будуть чутливі до взаємного розташування метаатомів і їх геометрії. У підсумку, можна отримати електромагнітні властивості, яких немає у природних матеріалів, в тому числі настільки незвичні, як негативний показник заломлення.
У своїй роботі вчені запропонували застосовувати для розробки метаатомів і метаматеріалів тільки два елементи, які назвали битами. Метаатоми, утворені з таких бітів, були названі байтами. Їх властивості залежні від геометрії – внутрішньої чи товщини зовнішньої сфери, а також від матеріалу кожної з частин метаатома. Вони є або плоскими прямокутниками, або концентричними циліндрами або сферами.
Для презентації працездатності своєї концепції вчені показали чисельний розрахунок електромагнітних властивостей ряду пристроїв. Ними стали опукла лінза з неоднорідним розподілом діелектричної проникності, канал з майже нульовою діелектричною проникністю і гіперлінза (яка здатна створювати зображення предметів, менших за розміром, ніж довжина хвилі використовуваного світла; у звичайній оптиці створення таких лінз неможливо).
Дослідження стало першим кроком до появи реальних цифрових метаматеріалів. Раніше комп’ютерні обчислення вчені проводили, вважаючи, що на метаматеріал потрапляє монохроматичне світло. Також для спрощення розрахунків всі об’єкти вважали двовимірними. Перехід до тривимірних структур вимагав застосування інших форм метаматеріальних бітів.
За матеріалами: НВ
Поділитися новиною
