Видимо, невидимо: на бумаге объекты скрылись из глаз

Почему научная работа, пестрящая расчётами и малопонятными терминами, оказалась в центре внимания научно-популярных и околонаучных СМИ? Очень просто — на горизонте опять замаячила невидимость, которой люди бредят со времён Уэллса.

Андреа Алу (Andrea Alu) и Надир Энгета (Nader Engheta) из университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) предложили оригинальную идею обеспечения невидимости объектов, которая, правда, сопровождается рядом таких условий, что реализация на практике будет едва ли возможной (или точнее скажем — полезной).

Во всяком случае, если говорить именно о создании пресловутого «плаща-невидимки» или некоего «абсолютного» камуфляжа для самолётов, и вообще — крупных объектов.

Забавно, но многие СМИ, не вникая в детали, поспешили объявить о буквальном воплощении сказок и фантастических рассказов.

Говорили, что коллегам из университета Пенсильвании удалось уже чуть ли не что-то скрыть. Между тем, речь идёт пока лишь о чисто теоретической, бумажной работе.

Интересующихся сухими формулами и графиками — отсылаем к этому подробному докладу (pdf-документ).

Итак, учёные из Филадельфии придумали покрытие под названием plasmonic.

По замыслу американцев, оно предотвращает наблюдение объекта с любой точки зрения благодаря тому, что практически полностью подавляет рассеивание света.

Принцип действия основан на резонансе падающего света с частотой волн электронной плотности в поверхностном слое покрытия (это обеспечивается параметрами материала).

Учёные говорят о резком снижении «поперечного сечения рассеивания». Если упрощать картину, можно сказать, что речь идёт о подавлении света за счёт совместной реакции на волну атомов самого объекта и атомов в тонком слое покрытия на нём.

Значит, свет не поглощается, и не рассеивается, не отражает его тело и как зеркало. Запутанно? Тут нужно добавить, что в полной мере эта идея применима лишь к телам, размер которых сопоставим с длиной волны.

Потому перейти от этой идеи к созданию плаща-невидимки (шапки-невидимки, экрана для «боевого звездолёта») — едва ли когда-нибудь удастся.

К тому же, покрытие plasmonic будет реагировать должным образом только на свет строго определённой частоты. Чем шире будет спектр освещения, тем хуже работает «щит», фактически объект становится видимым.

Подчеркнём: даже для обычного дневного света (а это ведь сравнительно узкая полоса в обширном электромагнитном спектре) абсолютно невозможно создать покрытие plasmonic — только для одного красного света, например, или только для синего.

Более того, наилучшим образом технология будет работать только с идеально сферическими или цилиндрическими объектами. Они для наблюдателя (если следовать рассуждениям авторов работы) будут стягиваться в точку или линию.

Мечтающие о невидимых людях или машинах будут разочарованы, а сами учёные, однако, говорят о возможном практическом применении идеи. Но где?

Например, такая странная невидимость понадобится при проведении каких-нибудь наблюдений под микроскопом. «Устранение» определённого объекта в поле зрения при определённых условиях может повысить разрешение изображения соседних участков.

Алу и Энгета говорят, что золото и серебро уже являются plasmonic-материалами, в определённых условиях и для определённой частоты (вообще, для воплощения идеи такого экрана нужны материалы с отрицательной или низкой диэлектрической постоянной).

Но, конечно, даже безумное покрытие танка золотом едва ли что-то даст, в плане невидимости.

Кроме того, физики рассчитали, что plasmonic-покрытие для дальнего инфракрасного или высокочастотного радиоизлучения можно создать, используя так называемые метаматериалы — поверхности, образованные мириадами микроскопических антенн определённой формы.

В теории таким же образом можно укрывать очень крупные тела и от длинноволнового радиоизлучения. Но и это едва ли заинтересует даже отъявленных любителей всех «техноштучек» — военных, так как радары работают обычно на коротких радиоволнах, да ещё и регулярно меняют частоту излучения.

Нужно сказать, что, несмотря на явную непрактичность покрытия plasmonic, некоторые специалисты начали говорить, что в том или ином модифицированном виде идея американских физиков окажется полезной при разработке новых технологий «Стэлс» — то есть снижения заметности (но вовсе не невидимости) объектов.

Но, похоже, пока наиболее близки к той самой фантастической невидимости (только — с ограниченного ракурса) те проекты, где некие устройства проецируют на поверхность объекта изображение фона, снятого видеокамерами. Помните оптический камуфляж?

Такие «плащи-невидимки», впрочем, изобретаются (как велосипед) примерно по паре штук в год и каждый раз газеты бодро рапортуют, что «наконец-то изобрели невидимость».