Новая оптика, новые теории
С появлением трансформационной оптики и метаматериалов мечты о шапке-невидимке начали сбываться - New Scientist
То, что сейчас обещают метаматериалы - материалы с отрицательным показателем преломления, ещё несколько лет назад казалось фантастикой. Достаточно упомянуть шапку-невидимку - мечту шпиона с незапамятных времён. Неудивительно, если работы в этой области когда-нибудь удостоятся Нобелевской премии. Но это будет конец истории, а она только начинается. Журнал New Scientist предлагает посмотреть, как это происходит.
Одним из инициаторов разработки первых метаматериалов был советский физик Виктор Георгиевич Веселаго. Ещё в 1967 году он предсказал возможность создания материалов с отрицательным показателем преломления, свет в которых должен преломляться в «неправильном» направлении.
У всех известных в природе веществ показатель преломления положителен. Представим себе пруд с водой. Дно водоёма кажется гораздо ближе, чем на самом деле, стоящему на суше наблюдателю глубокий пруд представляется мелким - именно за счёт относительно высокого показателя преломления воды. Если бы его величина была ещё больше, погруженные в пруд объекты казались бы находящимися еще ближе к поверхности. Но если бы мы могли запустить рыбу в водоём, наполненный вместо воды жидкостью с отрицательным показателем преломления, то увидели бы рыбу, парящую над поверхностью пруда.
Веселаго достаточно сложным образом доказал, что отрицательное отражение возможно. Свет, который, как известно, представляет собой электромагнитные волны, состоит из электрической и магнитной составляющих. Распространение света выглядит как попеременное возмущение то электрического, то магнитного поля - они поочерёдно «толкают» друг друга вперёд. Собственные электрические и магнитные поля атомов вещества с положительным показателем преломления - воды, стекла, любого другого прозрачного материала - взаимодействуют с электромагнитной волной, замедляя её продвижение.
Виктор Георгиевич предположил, что существуют материалы, в которых собственные возмущения электрического и магнитного полей будут двигаться навстречу световым волнам, обращая их вспять. Именно так должно проявиться явление отрицательного преломления. Гипотеза Веселаго стала реальностью только с появлением метаматериалов.
Далее читайте здесь