Peleryna-niewidka - o jeden wymiar bliżej rzeczywistości
Naukowcy, których badania są finansowane ze środków unijnych, opracowali pierwszą, trójwymiarową (3D) pelerynę-niewidkę, za pomocą której z powodzeniem ukryli niewielkie wybrzuszenie na złotej powierzchni. Odkrycia są ważnym krokiem naprzód w dziedzinie optyki transformacyjnej, wykorzystującej specjalny typ materiałów zwanych metamateriałami, które mogą kierować i kontrolować światło w nowy sposób. Naukowcy z Instytutu Technologii w Karlsruhe (KIT) w Niemczech i Imperial College w Londynie w Wlk. Brytanii wyjaśniają sposób działania peleryny-niewidki w artykule opublikowanym w internetowym wydaniu czasopisma Science. Źródłem wsparcia unijnego był trzyletni projekt PHOME (Metamateriały fotoniczne). Projekt PHOME otrzymał 1,43 mln EUR z unijnego programu Przyszłe i Powstające Technologie (FET), realizowanego w ramach tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR). Opracowane wcześniej peleryny-niewidki działały tylko w dwóch wymiarach, to znaczy ukryty przedmiot pozostawał niewidoczny kiedy obserwator spoglądał na niego pod kątem prostym, ale oglądany na przykład z boku stawał się widzialny. W ramach ostatnich badań po raz pierwszy opracowano sposób ukrywania przedmiotu w trzech wymiarach. "Struktury zasłaniające od dawna niezwykle fascynują ludzi, a teraz my jako pierwsi pokazaliśmy, że to co osiągnięto już w dwóch wymiarach, można przenieść do trzeciego wymiaru" - zauważa naczelny autor artykułu, dr Tolga Ergin z KIT w podkaście zamieszczonym w witrynie Science. Peleryna jest wykonana z drobnych pręcików o przekroju zaledwie kilkuset nanometrów, które tworzą strukturę podobną do sągu drewna. Pręciki są precyzyjnie ułożone, w taki sposób, aby mogły częściowo zaginać fale światła. Zespół wykorzystał swoje nowatorskie urządzenie do zasłonięcia małego wybrzuszenia na złotej powierzchni. "Wyobraźmy sobie lustro, które ma niewielkie wybrzuszenie" - wyjaśnia dr Ergin. Pod wybrzuszeniem można byłoby coś schować, ale byłoby ono nadal widoczne, ponieważ obraz w lustrze byłby zniekształcony. "Natomiast my umieściliśmy strukturę zasłaniającą na wybrzuszeniu, aby lustro ponownie wydawało się płaskie i nie można było zauważyć, że coś się znajduje pod lustrem." Zdaniem dr Ergin naukowcy byli zaskoczeni tym, jak dobrze sprawdza się ich peleryna w trzech wymiarach. Nowa peleryna-niewidka okazała się skuteczna dla długości fal od 1,2 do 2,75 mikronów. Jest to zakres podczerwieni, który znajduje się tuż poza spektrum widzialnym dla człowieka. Jednakże dr Ergin podejrzewa, że urządzenie sprawdzi się również przy innych długościach fal. Spoglądając w przyszłość, dziedzina optyki transformacyjnej może znaleźć pewne fascynujące zastosowania. Na przykład długość fali w telekomunikacji wynosi 1,55 mikronów, czyli mieści się w zakresie nowego urządzenia. "W dziedzinie optyki transformacyjnej pojawiły się propozycje różnych urządzeń, takich jak... super anteny, które koncentrują światło ze wszystkich kierunków w jednym punkcie i wiele, wiele innych" - mówi dr Ergin. "Trudno jest zatem powiedzieć, co przyniesie przyszłość pod względem zastosowań, ale ta dziedzina jest niezwykle rozległa i możliwości są bardzo, bardzo duże." Na dzień dzisiejszy, jak podsumowuje: "Peleryny przykrywające i ogólne urządzenia zasłaniające są wspaniałym i fascynującym dowodem na możliwości optyki transformacyjnej."
Kraje
Niemcy, Zjednoczone Królestwo