Шапките невидимки, правещи предметите и хората напълно невидими за всеки наблюдател и уред, обикновено са от фолклора на народните приказки и фантастичните романи.
Само че физиците се стараят да претворят тази мечта в живота и изработват различни конструкции, криещи обекти например от наблюдател, който гледа от определен ъгъл.
За съжаление повечето постижения на съвременните оптици в областта на изготвяне на „шапка невидимка” имат един съществен недостатък – такива конструкции умеят да скриват предметите само за определени дължини на вълната във видимия или микровълновия диапазон. За другите честоти „невидимият” обект си остава видим.
Сега учените от Тексаския университет са се опитали да решат този проблем.
„Концепцията на нашата нова „шапка невидимка” представлява ултратънка електронна система, която наистина може да счупи рекордите на всички предишни изобретения”, казва водещият автор на изследването Андреа Алу.
Основната част от работата на физиците от Тексаския университет се заключавала в изучаването на предишните постижения в техните области на изследвания. Първият прототип на „невидимката” е представен през 2006 година от учените от университета Дюк в Северна Каролина. Този обект представлява малък цилиндър от мед, който кара лъчите да се огъват около него, благодарение на което намиращите се вътре предмети стават невидими.
Повечето „невидимки” се изготвят от т.нар. метаматериали – вещества с изкуствено създадена периодична структура, която им придава най-необичайни, засега несъществуващи в природата свойства. Но дори такива конструкции крият предметите само от лъчение с определена дължина на вълната.
„За другите честоти скритият обект ту се появява, ту изчезва, мигайки като фар”, обяснява Алу, който е представил резултатите от изследването си в статия, публикувана в сп. Physical Review X.
Алу и колегите му съсредоточили вниманието си върху три типа „пасивни” невидимки, неизискващи електрическо захранване – плазмонен плащ, плащ-мантия и преобразуващ оптиката плащ. Всички тези три типа разсейват максимално възможното число вълни, което показват резултатите от изпитанията във всички диапазони на електромагнитния спектър.
„Ако потиснете разсейването в един диапазон, ще ви се наложи да „заплатите” за това в друг диапазон. Например ще направите плащ невидимка, който прави обектите видими за червената светлина. Но ако посветите на скривания предмет бяла светлина, която се явява сбор от всички цветове, то той ще се окаже яркосин и ще се откроява още по-силно”, казва Алу.
Затова изследователите стигнали до извода, че „пасивните” шапки невидимки просто не са способни напълно да скриват предметите.
„Освен това, когато обвивате обекта, който искате да скриете, в плащ невидимка, както преди добавяте към него материя, реагираща на електромагнитните вълни”, пояснява Алу, който също е и автор на много други разработки в областта на оптиката.
Според физиците големи надежди в тази област се възлагат на т.нар. активни маскиращи технологии, работещи с ток. Такива шапки невидимки са много по-тънки от пасивните, а това значи, че са и по-малко забележими.
Вместо да използват статични метаматериали за разсейване на светлината, както правят повечето автори на подобни конструкции, Алу и колегите му решили, че бъдещето е на динамичните, активни системи.
Идеалната шапка невидимка според тексаските учени трябва да изглежда като мрежа от електронни усилватели, съединяващи масив квадратни метални пластини на повърхността на обекта. Тези електронни системи на теория могат да улавят падащата върху тях светлина и да остават невидими за широк диапазон дължини на вълната.
Засега разработката се намира на стадий физико-математически модел и не може да се види. Но Алу търси начин за реализиране на своята идея, а други учени, които не взели участие в разработката, мечтаят да видят прототипа.
