Создание и исследование особого класса материалов – метаматериалов можно назвать наукой сумасшедших. Пытаясь обмануть природу, ученые направляют весь свой талант на придание материалам свойств, не существующих в природе, которые не могут быть сформированы обычным набором атомов. Одно из возможных свойств метаматериалов — отрицательный коэффициент преломления, который проявляется при одновременной отрицательности диэлектрической и магнитной проницаемости, а значит, они идеальны для маскировки объектов. Последние исследования показали возможность создания материалов данного типа для блокировки магнитного поля. Метаматериалы представляют собой наноразмерные структуры, создать которые возможно лишь в условиях лаборатории. При этом их свойства являются уникальными и не встречаются нигде в природе. Одно из них – отрицательный коэффициент преломления, который приводит к тому, что свет в большей своей части поглощается материалом, а не отражается от него (проведите аналогии с оконным стеклом). Таким образом, любой предмет из метаматериала может быть невидимым.
Последние исследования в этой области, проводимые исследователями Лондонской имперской коллегии (Imperial College London) во главе с Фридриком Магнусом (Fridrik Magnus) произвели еще один качественный прорыв. Ученым удалось создать первый не отражающий метаматериал, способный работать со световыми волнами нулевой частоты, в отличие от метаматериалов, оперирующих с микроволнами и видимым светом. На основе него ученые разработали особое покрытие, которое полностью скрывает магнитные свойства выбранной области.
«Можно просто защитить область пространства от магнитных полей путем создания вокруг нее щита из магнитного материала», — заметил Магнус, — «однако магнитный «плащ» позволит заблокировать внутреннее магнитное поле, не повлияв на внешнее».
В режиме нулевой частоты длина волны представляется огромной, а, значит, магнетизм и электрические характеристики становятся разнесенными, что позволяет исследователям полностью сконцентрироваться на магнитных свойствах. При этом полученный материал может работать только с очень низкими и нулевыми частотами, в условиях видимого света он становится просто бесполезным.
Новый метаматериал состоит из множества решеток, которые в свою очередь состоят из свинцовых пластин 300 нм в толщину и 167 мкм в ширину, образующие пространство 10 на 10 ячеек размером в 100 мкм. Ячейки решетки меньше длины волны света нулевой частоты, поэтому он свободно проходит сквозь нее. Исследователи приложили магнитное поле к метаматериалу, пропустив его между пластинами. Материал показал диамагнитный отклик. При этом уровень гашения магнитного поля зависел от отношения размера пластин и пространства решетки. Таким образом, ученые получили отличный инструмент настройки магнитных свойств метаматериала.
Исследования еще не закончены, остается еще множество вопросов, которые исследователи намереваются разрешить в ближайшем будущем.
Читайте также: Новости России и мира.