Невидимые объекты из изотропных материалов
В Институте прикладной физики Российской академии наук впервые разработана электродинамическая модель «невидимых» объектов из изотропных материалов – объектов, которые не искажают электромагнитное (ЭМ) поле произвольных источников монохроматического излучения за пределами поверхности объекта.
Модель построена методами трансформационной оптики с использованием операции конформного преобразования трехмерного пространства, которая ранее не была известна. Аналогичные модели разрабатывались ранее при проектировании маскирующих покрытий: «плащей-невидимок», «суперлинз» и ряда других объектов с необычными электродинамическими свойствами. Было известно, что трехмерный невидимый объект может быть сделан только из материалов с одинаковой диэлектрической и магнитной проницаемостью. Считалось также, что материал должен обязательно обладать определенной анизотропией электромагнитных свойств. В работах ИПФ РАН было впервые показано, что объекты из изотропных материалов тоже могут быть невидимыми.
Простейший невидимый объект нового типа состоит из сферического «ядра» с положительным однородным показателем преломления и «согласующего покрытия» — сферического слоя вещества с отрицательным радиально-неоднородным показателем преломления. Установлено, что при падении ЭМ волны на такой объект в нем формируется волновой пучок, который переносит энергию поля через объект, а за пределами границ пучка возникает энергетический вихрь — волновое поле с замкнутыми линиями тока энергии, что указывает на способность объекта накапливать ЭМ энергию подобно резонатору. При стремлении радиуса ядра к нулю запасенная в вихре энергия неограниченно растет, и объект превращается в невидимую «черную дыру». Показано также, что в ядре объекта образуется уменьшенная копия ЭМ поля, в которое помещен объект, благодаря чему его можно было бы использовать для дистанционного измерения ЭМ полей.
Эффект генерации энергетического вихря проходящей через объект волной ранее известен не был. Он должен наблюдаться и в невидимых объектах из анизотропных материалов с проницаемостями разных знаков.
Фото: пресс-служба ИПФ РАН, Информационный портал «Научная Россия»