Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Статьи о
Электромагнетизм
Соленоид
Электростатика
Магнитостатика
Электродинамика
  • Математические описания электромагнитного поля.
Электрическая сеть
  • Переменный ток
  • Емкость
  • Постоянный ток
  • Электрический ток
  • Электролиз
  • Плотность тока
  • Джоулевое нагревание
  • Электродвижущая сила
  • Импеданс
  • Индуктивность
  • Закон Ома
  • Параллельная схема
  • Сопротивление
  • Резонансные полости
  • Последовательная схема
  • Напряжение
  • Волноводы
Ковариантная формулировка
  • Электромагнитный тензор
    ( тензор энергии-импульса )
  • Четырехтоковый
  • Электромагнитный четырехпотенциальный
Ученые
  • Ампер
  • Биот
  • Кулон
  • Дэви
  • Эйнштейн
  • Фарадей
  • Физо
  • Гаусс
  • Хевисайд
  • Генри
  • Герц
  • Джоуль
  • Ленц
  • Лоренц
  • Максвелл
  • Ørsted
  • Ом
  • Ричи
  • Savart
  • Певица
  • Тесла
  • Вольта
  • Вебер
  • v
  • т
  • е

Маскировка из метаматериалов - это использование метаматериалов в мантии-невидимке . Это достигается путем управления путями, проходимыми светом, через новый оптический материал. Метаматериалы направляют и контролируют распространение и передачу определенных частей светового спектра и демонстрируют возможность сделать объект, казалось бы, невидимым . Маскировка из метаматериалов, основанная на трансформационной оптике , описывает процесс экранирования чего-либо из поля зрения путем управления электромагнитным излучением . Объекты в определенном месте все еще присутствуют, но падающие волны направляются вокруг них, не подвергаясь воздействию самого объекта.[1] [2] [3] [4] [5]

Электромагнитные метаматериалы [ править ]

Основные статьи: метаматериалы и кольцевой резонатор

Электромагнитные метаматериалы реагируют на выбранные части излучаемого света, также известные как электромагнитный спектр , способом, который трудно или невозможно достичь с помощью природных материалов . Другими словами, эти метаматериалы могут быть далее определены как искусственно структурированные композитные материалы , которые демонстрируют взаимодействие со светом, обычно недоступным в природе ( электромагнитные взаимодействия ). В то же время метаматериалы могут быть спроектированы и сконструированы с желаемыми свойствами, которые соответствуют конкретным потребностям. Эта потребность будет определяться конкретным приложением. [2] [6] [7]

Искусственная структура для маскировки приложений представляет собой решетчатую структуру - последовательно повторяющуюся сеть - из идентичных элементов. Кроме того, для микроволновых частот эти материалы аналогичны кристаллам для оптики . Кроме того, метаматериал состоит из последовательности элементов и промежутков, которые намного меньше выбранной длины волны света . Выбранная длина волны может быть радиочастотой , микроволновым излучением или другим излучением, которое сейчас только начинает достигать видимых частот . Макроскопические свойства можно напрямую контролировать, регулируя характеристики рудиментарных элементов., и их расположение в материале или по всему материалу. Более того, эти метаматериалы являются основой для создания очень маленьких маскирующих устройств в ожидании более крупных устройств, адаптированных к широкому спектру излучаемого света. [2] [6] [8]

Следовательно, хотя свет состоит из электрического поля и магнитного поля , обычные оптические материалы, такие как линзы оптических микроскопов , имеют сильную реакцию только на электрическое поле. Соответствующее магнитное взаимодействие практически равно нулю. Это приводит только к наиболее распространенным оптическим эффектам , таким как обычное преломление с общими дифракционными ограничениями в линзах и визуализации . [2] [6] [8]

С момента зарождения оптических наук , много веков назад, способность управлять светом с помощью материалов ограничивалась этими общими оптическими эффектами. С другой стороны, метаматериалы способны к очень сильному взаимодействию или взаимодействию с магнитной составляющей света. Следовательно, диапазон отклика на излучаемый свет расширяется за пределы обычных оптических ограничений, которые описываются науками физической оптики и оптической физики . Кроме того, в качестве искусственно созданных материалов как магнитные, так и электрические компоненты излучаемого света можно контролировать по желанию, любым желаемым образом, когда он распространяется или, точнее, распространяется.через материал. Это связано с тем, что поведение метаматериала обычно формируется из отдельных компонентов, и каждый компонент независимо реагирует на излучаемый спектр света. Однако в настоящее время количество метаматериалов ограничено. Не удалось добиться маскировки в широком спектре частот , включая видимый спектр . Рассеяние , поглощение и рассеяние также являются текущими недостатками, но эта область все еще находится в оптимистичном зачаточном состоянии. [2] [6] [8]

Метаматериалы и трансформационная оптика [ править ]

Слева: поперечное сечение цилиндра PEC, на которое распространяется плоская волна (показана только составляющая электрического поля волны). Поле рассыпано. Справа: круглый плащ, созданный с использованием методов трансформирующей оптики, закрывает цилиндр. В этом случае поле вне плаща остается неизменным, и цилиндр не виден электромагнитно. Обратите внимание на особую картину искажения поля внутри плаща.
Основная статья: трансформационная оптика

Область трансформационной оптики основана на эффектах, создаваемых метаматериалами. [1]

Трансформационная оптика берет свое начало в выводах двух исследований. Они были опубликованы 25 мая 2006 г. в том же номере рецензируемого журнала Science . Эти две статьи представляют собой обоснованные теории изгиба или искажения света для электромагнитного сокрытия объекта. Обе статьи, в частности, отображают начальную конфигурацию электромагнитных полей на декартовой сетке. Скручивание декартовой сетки, по сути, преобразует координаты электромагнитных полей, которые, в свою очередь, скрывают данный объект. Таким образом, с этими двумя статьями родилась трансформационная оптика. [2] [9] [10]

Трансформирующая оптика учитывает способность изгибать свет или электромагнитные волны и энергию любым предпочтительным или желаемым образом для желаемого применения. Уравнения Максвелла не меняются даже при преобразовании координат . Вместо этого это значения выбранных параметров материалов, которые «трансформируются» или изменяются в течение определенного периода времени. Итак, трансформационная оптика возникла из возможности выбирать параметры для данного материала. Следовательно, поскольку уравнения Максвелла сохраняют ту же форму, это последовательные значения параметров, диэлектрической проницаемости и проницаемости, которые меняются со временем. Кроме того, диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость в некотором смысле являются ответами на электрическое и магнитное поля излучаемого источника света, соответственно, среди других описаний. Точную степень электрического и магнитного отклика можно контролировать в метаматериале точка за точкой. Поскольку можно поддерживать такой большой контроль над откликами материала, это приводит к улучшенному и очень гибкому материалу с градиентным показателем преломления . Вместо этого заранее определенный показатель преломления обычных материалов становится независимым пространственным градиентом в метаматериале, которым можно управлять по желанию. Таким образом, трансформационная оптика - это новый метод создания новых и уникальных оптических устройств .[1] [2] [7] [9] [11] [12]

Наука о маскирующих устройствах [ править ]

Назначение маскирующего устройства - что-то скрыть , чтобы определенная область пространства была невидимо изолирована от проходящих электромагнитных полей (или звуковых волн ), как в случае маскировки из метаматериала . [5] [13]

Скрытие объектов или создание их невидимости с помощью метаматериалов примерно аналогично ловкости рук фокусника или его уловкам с зеркалами. Объект или субъект на самом деле не исчезают; исчезновение - это иллюзия. С той же целью исследователи используют метаматериалы для создания направленных слепых пятен путем отклонения определенных частей светового спектра (электромагнитного спектра). Именно спектр света как среда передачи определяет то, что видит человеческий глаз. [14]

Другими словами, свет преломляется или отражается, определяя вид, цвет или иллюзию. Видимая часть света видна в хроматическом спектре, таком как радуга . Однако видимый свет - это только часть широкого спектра, который выходит за рамки зрения. Например, есть и другие части светового спектра, которые сегодня широко используются. Микроволновый спектр используется на радаре , сотовыми телефонами и беспроводной доступ в Интернет . Инфракрасный спектр используется для термической обработки изображенийтехнологии, которые могут обнаруживать теплое тело в более прохладной ночной среде, и инфракрасное освещение в сочетании со специализированными цифровыми камерами для ночного видения . Астрономы используют терагерцовый диапазон для субмиллиметровых наблюдений, чтобы ответить на глубокие космологические вопросы.

Кроме того, электромагнитная энергия - это энергия света, но только небольшая ее часть - это видимый свет . Эта энергия распространяется волнами. Более короткие волны, такие как видимый свет и инфракрасный свет , переносят больше энергии на фотон, чем более длинные волны, такие как микроволны и радиоволны . В науке световой спектр известен как электромагнитный спектр . [14] [15] [16] [17]

Свойства оптики и света [ править ]

Призмы , зеркала и линзы имеют долгую историю изменения дифрагированного видимого света, который все окружает. Однако контроль, демонстрируемый этими обычными материалами, ограничен. Более того, один из материалов, который является общим для этих трех типов светораспределителей, - это обычное стекло . Следовательно, эти знакомые технологии ограничены фундаментальными физическими законами оптики . Что касается метаматериалов в целом и технологии маскировки в частности, кажется, что эти барьеры разрушаются с достижениями в области материалов и технологий, никогда ранее не реализованными в естественных физических науках.. Эти уникальные материалы стали известными, потому что электромагнитное излучение можно по-новому изгибать, отражать или искажать. Излучаемый свет можно было даже замедлить или уловить перед передачей. Другими словами, разрабатываются новые способы фокусировки и проецирования света и другого излучения. Кроме того, расширенная оптическая сила, представленная в науке о маскировке объектов, оказывается технологически выгодной для широкого спектра уже используемых устройств. Это означает, что каждое устройство с базовыми функциями, основанными на взаимодействии с излучаемым электромагнитным спектром, может быть технологически продвинуто. Благодаря этим начальным шагам был создан совершенно новый класс оптики. [15] [18] [19] [20] [21]

Интерес к свойствам оптики и света [ править ]

Интерес к свойствам оптики и света возник почти 2000 лет назад Птолемеем (85 - 165 н.э.). В своей работе « Оптика» он пишет о свойствах света , включая отражение , преломление и цвет . Он разработал упрощенное уравнение рефракции без тригонометрических функций . Примерно 800 лет спустя, в 984 году нашей эры, Ибн Саль открыл закон преломления, математически эквивалентный закону Снеллиуса . За ним последовал самый известный исламский ученый Ибн аль-Хайтам.(ок. 965–1039), который считается «одним из немногих самых выдающихся деятелей оптики всех времен». [22] Он добился значительных успехов в области физики в целом и оптики в частности. Он предвосхитил универсальные законы света, сформулированные учеными семнадцатого века на сотни лет. [15] [22] [23] [24]

Считается, что в семнадцатом веке и Виллеброрд Снеллиус, и Декарт открыли закон преломления. Именно Снеллиус заметил, что уравнение Птолемея для преломления неточно. Следовательно, эти законы были приняты без изменений в течение примерно 400 лет, как и законы гравитации. [15] [22] [23] [24]

Идеальный плащ и теория [ править ]

Электромагнитное излучение и материя находятся в симбиотических отношениях. Радиация не просто действует на материал, и не просто воздействует на него данным материалом. Радиация взаимодействует с веществом . Приложения маскировки, использующие метаматериалы, изменяют способ взаимодействия объектов с электромагнитным спектром . Направляющее зрение для плаща из метаматериала - это устройство, которое плавно направляет поток света вокруг объекта, как вода, текущая мимо камня в ручье, без отражения , делая объект невидимым. На самом деле современные простые маскирующие устройства несовершенны и имеют ограничения. [14] [15] [25] [26] [27] [28]Одной из проблем до настоящего времени была неспособность метаматериалов и маскирующих устройств взаимодействовать на частотах или длинах волн в видимом спектре света. [3] [28] [29]

Проблемы, представленные первым маскирующим устройством [ править ]

Принцип маскировки с помощью маскирующего устройства был впервые доказан (продемонстрирован) на частотах в диапазоне микроволнового излучения 19 октября 2006 года. В этой демонстрации использовалось небольшое маскирующее устройство. Его высота была менее половины дюйма (<13 мм), а диаметр - пять дюймов (125 мм), и он успешно отклонял микроволны вокруг себя. Скрываемый из виду объект - небольшой цилиндр - помещался в центре устройства. Плащ - невидимку отклоненный СВЧ лучи , чтобы они текли вокруг цилиндра внутри лишь незначительные искажения, делая его почти как будто ничего не было вовсе.

Такое устройство обычно включает окружение маскируемого объекта оболочкой, которая влияет на прохождение света рядом с ним. Уменьшено отражение электромагнитных волн (микроволн) от объекта. В отличие от однородного природного материала, свойства которого везде одинаковы, свойства материала плаща изменяются от точки к точке, каждая точка предназначена для определенных электромагнитных взаимодействий (неоднородность) и различна в разных направлениях (анизотропия). Таким образом достигается градиент свойств материала. Соответствующий отчет был опубликован в журнале Science . [3] [18] [29] [30]

Несмотря на успешную демонстрацию, можно показать три заметных ограничения. Во-первых, поскольку его эффективность проявлялась только в микроволновом диапазоне, небольшой объект в некоторой степени невидим только в микроволновом диапазоне. Это означает, что невидимость не была достигнута для человеческого глаза , который видит только в видимом спектре . Это связано с тем, что длины волн видимого спектра значительно короче, чем у микроволн. Однако это считалось первым шагом к маскирующему устройству для видимого света, хотя более продвинутые, связанные с нанотехнологиями.методы будут необходимы из-за коротких длин волн света. Во-вторых, только маленькие объекты могут выглядеть как окружающий воздух. В случае демонстрации доказательства маскировки в 2006 году скрытый от глаз объект, медный цилиндр, должен быть менее пяти дюймов в диаметре и менее половины дюйма в высоту. В-третьих, маскировка может происходить только в узкой полосе частот для любой конкретной демонстрации. Это означает, что широкополосная маскировка, которая работает в электромагнитном спектре , от радиочастот до микроволн, видимого спектра и рентгеновских лучей , в настоящее время недоступна. Это связано с дисперсным характеромсовременных метаматериалов. Преобразование координат ( трансформационная оптика ) требует необычных параметров материала, которые достижимы только при использовании резонансных элементов, которые по своей сути являются узкими полосами и диспергируют при резонансе. [1] [3] [4] [18] [29]

Использование метаматериалов [ править ]

В самом начале нового тысячелетия метаматериалы были созданы как необычайно новая среда, которая расширила возможности контроля над материей . Следовательно, метаматериалы применяются для маскировки приложений по нескольким причинам. Во-первых, параметр, известный как отклик материала, имеет более широкий диапазон. Во-вторых, материальную реакцию можно контролировать по желанию. [15]

В- третьи, оптические компоненты, такие как линзы, отвечает в пределах определенного диапазона , определенного в свет . Как указывалось ранее, диапазон отклика был известен и изучен еще со времен Птолемея - восемнадцать веков назад. Невозможно было эффективно превысить диапазон отклика, потому что натуральные материалы оказались неспособны на это. В научных исследованиях и исследованиях одним из способов передачи диапазона отклика является показатель преломления данного оптического материала. Каждый натуральный материалпока допускает только положительный показатель преломления. С другой стороны, метаматериалы - это инновация, которая может достигать отрицательного показателя преломления, нулевого показателя преломления и дробных значений между нулем и единицей. Следовательно, метаматериалы расширяют материальный отклик, помимо других возможностей. Однако отрицательное преломление не является эффектом маскировки невидимости. Точнее сказать, что градации показателя преломления в сочетании создают маскировку невидимости. И, наконец, в-четвертых, метаматериалы демонстрируют способность произвольно доставлять выбранные ответы. [15]

Устройство [ редактировать ]

Перед собственно созданием устройства были проведены теоретические исследования. Следующее - одно из двух исследований, принятых одновременно в научном журнале, а также отмеченных как одна из первых опубликованных теоретических работ по плащу-невидимке.

Управление электромагнитными полями [ править ]

Ортогональные координаты - декартова плоскость при преобразовании прямоугольных координат в криволинейные.

Использование «света», электромагнитного спектра , осуществляется с помощью обычных предметов и материалов, которые контролируют и направляют электромагнитные поля . Например, стеклянная линза в камере используется для создания изображения, металлическая клетка может использоваться для экранирования чувствительного оборудования, а радиоантенны предназначены для передачи и приема ежедневных FM-радиопередач. Однородные материалы, которые манипулируют или модулируют электромагнитное излучение , такие как стеклянные линзы, ограничены в верхнем пределе уточнений для коррекции аберраций. Комбинации неоднородных материалов линз позволяют использовать градиентные показатели преломления., но диапазоны обычно ограничены. [2]

Метаматериалы были введены около десяти лет назад, и они расширяют контроль над частями электромагнитного спектра ; от микроволновых до терагерцовых и инфракрасных . Теоретически метаматериалы в качестве среды передачи в конечном итоге расширят контроль и направление электромагнитных полей в видимый спектр . Следовательно, в 2006 году была представлена ​​стратегия проектирования, чтобы показать, что метаматериал может быть спроектирован с произвольно назначенными положительными или отрицательными значениями диэлектрической проницаемости и проницаемости., которые также можно независимо изменять по желанию. Тогда становится возможным прямое управление электромагнитными полями, что актуально для новой и необычной конструкции линз, а также является компонентом научной теории маскировки объектов от электромагнитного обнаружения. [2]

Каждый компонент независимо реагирует на излучаемую электромагнитную волну, когда она проходит через материал, что приводит к электромагнитной неоднородности для каждого компонента. Каждый компонент имеет свой собственный ответ на внешние электрические и магнитные полей в излучаемом источнике . Поскольку эти компоненты меньше излучаемой длины волны, понятно, что макроскопическое представление включает в себя эффективное значение как диэлектрической проницаемости, так и проницаемости. Эти материалы подчиняются законам физики., но ведут себя иначе, чем обычные материалы. Метаматериалы - это искусственные материалы, созданные для обеспечения свойств, которые «могут быть недоступны в природе». Эти материалы обычно приобретают свои свойства за счет структуры, а не состава, за счет включения небольших неоднородностей для обеспечения эффективного макроскопического поведения .

В структурные единицы метаматериалов могут быть адаптированы по форме и размеру. Их состав, а также их форму или структуру можно точно настроить. Включения могут быть спроектированы, а затем размещены в желаемых местах для изменения функции данного материала. Поскольку решетка постоянна, ячейки меньше излучаемого света. [6] [31] [32] [33]

Стратегия дизайна имеет на своих основных неоднородных композитных метаматериалов , которые направляют, по желанию, сохраняющиеся величины от электромагнетизма . Эти величины конкретно, электрическое поле смещения D , то напряженность магнитного поля B , и вектор Пойнтинга S . Теоретически, что касается сохраняемых величин или полей, метаматериал демонстрирует двоякую способность. Во-первых, поля могут быть сконцентрированы в заданном направлении. Во-вторых, их можно заставить избегать или окружать объекты, возвращаясь без возмущения на свой первоначальный путь. Эти результаты согласуются сУравнения Максвелла и есть больше, чем просто лучевое приближение, найденное в геометрической оптике . Соответственно, в принципе, эти эффекты могут охватывать все формы явлений электромагнитного излучения на всех масштабах длины. [2] [9] [34]

Предполагаемая стратегия проектирования начинается с намеренного выбора конфигурации из произвольного количества встроенных источников. Эти источники становятся локализованными откликами диэлектрической проницаемости ε и магнитной проницаемости μ. Источники встроены в произвольно выбранную среду передачи с диэлектрическими и магнитными характеристиками. В качестве электромагнитной системы среду можно схематично представить в виде сетки. [2]

Первое требование может заключаться в перемещении однородного электрического поля в пространстве, но в определенном направлении, которое позволяет избежать объекта или препятствия. Затем удалите и поместите систему в эластичный материал, который можно деформировать, скручивать, тянуть или растягивать по желанию. Начальное состояние полей записывается на декартовой сетке. Поскольку эластичная среда искажается в одной или комбинации описанных возможностей, такой же процесс растяжения и растяжения регистрируется декартовой сеткой. Тот же набор искажений теперь может быть записан как преобразование координат :

a (x, y, z), b (x, y, z), c (x, y, z), d (x, y, z) ....

Следовательно, диэлектрическая проницаемость ε и магнитная проницаемость µ пропорционально калибруются с помощью общего коэффициента. Это означает, что менее точно то же самое происходит с показателем преломления. Перенормированные значения диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости применяются в новой системе координат. Относительно уравнений перенормировки см. Ссылку. #. [2]

Приложение к маскирующим устройствам [ править ]

С учетом вышеуказанных параметров работы теперь можно показать, что система, являющаяся метаматериалом, способна скрывать объект произвольного размера. Его функция - управлять падающими лучами, которые вот-вот упадут на объект. Эти падающие лучи вместо этого электромагнитно направляются вокруг объекта метаматериалом, который затем возвращает их на исходную траекторию. В рамках конструкции можно предположить, что никакое излучение не выходит из скрытого объема пространства, и никакое излучение не может проникать в пространство. Как проиллюстрировано функцией метаматериала, любое излучение, пытающееся проникнуть, направляется вокруг пространства или объекта в пространстве, возвращаясь в исходное направление. Любому наблюдателю кажется, что скрытый объем пространства пуст, даже если там присутствует объект.Произвольный объект может быть скрыт, потому что его не тронет внешнее излучение.[2]

В качестве скрываемого объекта выбрана сфера радиусом R 1 . Область маскировки должна находиться в кольцевом пространстве R 1 <r <R 2 . Простое преобразование, которое приводит к желаемому результату, может быть найдено, если взять все поля в области r <R 2 и сжать их в область R 1 <r <R 2 . Преобразования координат не меняют уравнения Максвелла. Со временем меняются только значения ε ′ и µ ′.

Скрытые препятствия [ править ]

Есть проблемы, которые нужно решить, чтобы добиться маскировки невидимости. Одна из проблем, связанных с трассировкой лучей , - это анизотропные эффекты материала на электромагнитные лучи, входящие в «систему». Параллельные пучки лучей ( см. Изображение выше ), направляющиеся прямо к центру, резко изогнуты и вместе с соседними лучами образуют все более и более узкие дуги . Это связано с быстрыми изменениями теперь сдвигающейся и трансформирующей диэлектрической проницаемости ε 'и проницаемостиµ ′. Вторая проблема заключается в том, что, хотя было обнаружено, что выбранные метаматериалы способны работать в пределах параметров анизотропных эффектов и непрерывного сдвига ε ′ и µ ′, значения ε ′ и µ ′ не могут быть очень большими или очень маленький. Третья проблема заключается в том, что выбранные метаматериалы в настоящее время не могут обеспечить широкий спектр частот . Это связано с тем, что лучи должны огибать «скрытую» сферу и, следовательно, иметь более длинные траектории, чем пересечение свободного пространства или воздуха. Однако лучи должны приходить на другую сторону сферы в фазе с излучаемым вначале светом . Если это происходит, то фазовая скоростьпревышает скорость света в вакууме , что является пределом скорости Вселенной. (Обратите внимание, это не нарушает законы физики). И, с требуемым отсутствием частотной дисперсии , то групповая скорость будет идентична с фазовой скоростью . В контексте этого эксперимента групповая скорость никогда не может превышать скорость света, поэтому аналитические параметры эффективны только для одной частоты . [2]

Оптическое конформное отображение и трассировка лучей в среде трансформации [ править ]

Таким образом, цель состоит в том, чтобы не создавать заметной разницы между скрытым объемом пространства и распространением электромагнитных волн через пустое пространство. Казалось бы, достижение полностью скрытого (100%) отверстия, в котором можно было бы разместить объект и скрыть его от глаз, маловероятно. Проблема в следующем: для передачи изображений свет распространяется в непрерывном диапазоне направлений. Данные о рассеянии электромагнитных волн после отражения от объекта или отверстия уникальны по сравнению со светом, распространяющимся через пустое пространство, и поэтому легко воспринимаются. Свет, распространяющийся через пустое пространство, согласуется только с пустым пространством. Это включает в себя микроволновые частоты. [9]

Хотя математические рассуждения показывают, что идеальное маскирование маловероятно из-за волновой природы света, эта проблема не относится к электромагнитным лучам, то есть к области геометрической оптики . Дефекты могут быть произвольными и экспоненциально маленькими для объектов, размер которых намного превышает длину волны света. [9]

Математически это означает, что n <1, потому что лучи следуют по кратчайшему пути и, следовательно, теоретически создают идеальное маскирование. Как отмечалось выше, на практике достигается определенная приемлемая видимость. Диапазон показателя преломления диэлектрика (оптического материала) должна быть в широком спектре , чтобы достичь скрытности, с иллюзией , созданной распространения волн через пустое пространство. Эти места, где n <1, были бы кратчайшим путем для луча вокруг объекта без фазовых искажений. Искусственное распространение пустого пространства может быть достигнуто в диапазоне микроволнового и терагерцового диапазонов. В стелс-технологияхсогласование импеданса может привести к поглощению излучаемых электромагнитных волн, а не к отражению, следовательно, к уклонению от обнаружения радаром . Эти общие принципы также могут быть применены к звуковым волнам , где индекс n описывает отношение локальной фазовой скорости волны к объемной величине. Следовательно, было бы полезно защитить пространство от обнаружения любого источника звука. Это также подразумевает защиту от сонара. Кроме того, эти общие принципы применимы в различных областях, таких как электростатика , механика жидкости , классическая механика и квантовый хаос . [9]

Математически можно показать, что распространение волны неотличимо от пустого пространства, где световые лучи распространяются по прямым линиям. Носитель выполняет оптическое конформное отображение на пустое пространство. [9]

Микроволновые частоты [ править ]

Следующим шагом является фактическое скрытие объекта с помощью управления электромагнитными полями. Теперь продемонстрированная теоретическая способность к управляемым электромагнитным полям открыла новую область - трансформационную оптику . Эта номенклатура получена из преобразований координат, используемых для создания переменных путей распространения света через материал. Эта демонстрация основана на предыдущих теоретических предписаниях, а также на выполнении призменного эксперимента. Одним из возможных применений трансформирующей оптики и материалов является электромагнитная маскировка с целью сделать объем или объект необнаруживаемыми для падающего излучения, включая зондирование с помощью излучения. [3] [35] [36]

В этой демонстрации впервые фактического сокрытия объекта электромагнитными полями используется метод специально разработанной пространственной вариации. Это эффект внедрения в метаматериал специально созданных источников электромагнитного излучения. [37]

Как обсуждалось ранее, поля, создаваемые метаматериалом, сжимаются в оболочку (преобразования координат), окружающую теперь скрытый объем. Ранее эта теория была подтверждена; этот эксперимент продемонстрировал, что эффект действительно имеет место. Уравнения Максвелла являются скалярными при применении трансформационных координат, затрагиваются только тензор диэлектрической проницаемости и тензор проницаемости, которые затем становятся пространственно изменчивыми и зависимыми от направления вдоль различных осей. Исследователи заявляют :

За счет реализации этих сложных свойств материала скрытый объем плюс плащ при взгляде извне приобретают свойства свободного пространства. Таким образом, плащ не рассеивает волны и не создает тени, которые могли бы позволить обнаружить плащ. Другие подходы к невидимости основаны либо на уменьшении обратного рассеяния, либо на использовании резонанса, при котором свойства замаскированного объекта и объекта должны быть тщательно согласованы. ... Достижения в разработке [метаматериалов с отрицательным показателем преломления], особенно в отношении линз с градиентным показателем преломления, сделали возможной физическую реализацию указанных сложных свойств материала. Мы реализовали двумерный (2D) плащ, потому что требования к его изготовлению и измерениям были проще, чем у 3D-плаща. [3]

Перед реальной демонстрацией экспериментальные пределы трансформационных полей были определены с помощью вычислений, в дополнение к моделированию, поскольку оба они использовались для определения эффективности маскировки. [3]

За месяц до этой демонстрации в сентябре 2006 года были опубликованы результаты эксперимента по пространственному картированию внутренних и внешних электромагнитных полей отрицательного преломляющего метаматериала. [37] Это было новаторским, поскольку до этого микроволновые поля измерялись только внешними объектами. [37] В этом сентябрьском эксперименте были измерены диэлектрическая проницаемость и проницаемость микроструктур (вместо внешней макроструктуры) образцов метаматериалов, а также рассеяние на двумерных метаматериалах с отрицательным показателем преломления. [37] Это дало средний эффективный показатель преломления, что позволяет предположить однородный метаматериал. [37]

Используя эту технику для этого эксперимента, было проведено пространственное картирование фаз и амплитуд микроволнового излучения, взаимодействующего с образцами метаматериала. Рабочие характеристики маскировки были подтверждены сравнением измеренных полевых карт с результатами моделирования. [3]

Для этой демонстрации скрытый объект представлял собой проводящий цилиндр на внутреннем радиусе плаща. Как самый большой из возможных объектов, предназначенных для такого объема пространства, он обладает наиболее существенными рассеивающими свойствами. Проводящий цилиндр был эффективно скрыт в двух измерениях. [3]

Инфракрасные частоты [ править ]

Определение оптической частоты в литературе по метаматериалам находится в диапазоне от дальнего инфракрасного до ближнего инфракрасного, через видимый спектр и включает, по крайней мере, часть ультрафиолета. На сегодняшний день, когда в литературе упоминаются оптические частоты, это почти всегда частоты в инфракрасном диапазоне, который ниже видимого спектра. В 2009 году группа исследователей объявила о маскировке на оптических частотах. В этом случае частота маскировки была сосредоточена на 1500 нм или 1,5 микрометра - в инфракрасном диапазоне. [38] [39]

Звуковые частоты [ править ]

Основная статья: Акустические метаматериалы

Лабораторное устройство из метаматериала, применимое к ультразвуковым волнам, было продемонстрировано в январе 2011 года. Оно может применяться к длинам звуковых волн, соответствующих частотам от 40 до 80 кГц.

Акустическая накидка из метаматериала предназначена для скрытия предметов, погруженных в воду. Механизм маскировки из метаматериала намеренно изгибает и скручивает звуковые волны.

Маскирующий механизм состоит из 16 концентрических колец в цилиндрической конфигурации. Каждое кольцо имеет акустические контуры. Он специально разработан для направления звуковых волн в двух измерениях.

У каждого кольца разный показатель преломления . Это заставляет звуковые волны менять свою скорость от звонка к звонку. «Звуковые волны распространяются по внешнему кольцу, направляемому каналами в цепях, которые изгибают волны, чтобы обернуть их вокруг внешних слоев плаща». Он образует массив полостей, которые замедляют скорость распространения звуковых волн. Экспериментальный цилиндр был погружен в воду и затем исчез из сонара . Другие объекты различной формы и плотности также были скрыты от гидролокатора. Акустическая маскировка продемонстрировала эффективность на частотах от 40 до 80 кГц. [40] [41] [42] [43]

В 2014 году исследователи создали трехмерный акустический плащ из сложенных друг на друга пластиковых листов с повторяющимися узорами отверстий. Пирамидальная геометрия стеки и размещение отверстия обеспечивают эффект. [44]

Невидимость в диффузных светорассеивающих средах [ править ]

В 2014 году ученые продемонстрировали хорошую маскирующую способность в мутной воде, продемонстрировав, что объект, окутанный туманом, может полностью исчезнуть при надлежащем покрытии метаматериалом. Это происходит из-за случайного рассеяния света, например, что происходит в облаках, тумане, молоке, матовом стекле и т. Д., В сочетании со свойствами покрытия из метаматериала. Когда свет рассеивается, тонкий слой метаматериала вокруг объекта может сделать его практически невидимым в различных условиях освещения. [45] [46]

Попытки маскировки [ править ]

Широкополосная маскировка наземного самолета [ править ]

Если преобразование в квазиортогональные координаты применяется к уравнениям Максвелла, чтобы скрыть возмущение на плоской проводящей плоскости, а не в особой точке, как в первой демонстрации маскировки на основе оптики преобразования, то объект может быть скрыт под ним. возмущение. [47] Иногда его называют «ковровым» плащом.

Как отмечалось выше, первоначальный плащ продемонстрировал использование резонансных элементов из метаматериала для соответствия эффективным ограничениям материала. Использование квазиконформного преобразования в этом случае вместо неконформного исходного преобразования изменило требуемые свойства материала. В отличие от оригинального (единственного расширения) плаща, «ковровый» плащ требовал менее экстремальных материальных ценностей. Квазиконформный ковровый плащ требовал анизотропных, неоднородных материалов, которые различались только по диэлектрической проницаемости . Причем диэлектрическая проницаемость всегда была положительной. Это позволило использовать нерезонансные элементы из метаматериала для создания маскировки, значительно увеличив полосу пропускания.

Автоматизированный процесс, управляемый набором алгоритмов , был использован для создания метаматериала, состоящего из тысяч элементов, каждый со своей собственной геометрией . Разработка алгоритма позволила автоматизировать производственный процесс, в результате чего метаматериал был изготовлен за девять дней. Предыдущее устройство, использованное в 2006 году, было элементарным по сравнению с ним, и производственный процесс потребовал четыре месяца, чтобы создать устройство. [4] Эти различия во многом связаны с разными формами преобразования: оригинальный плащ 2006 года преобразовывал особую точку, в то время как версия базовой плоскости преобразовывала плоскость, а преобразование коврового плаща было квазиконформным, а не неконформным. конформный.

Другие теории маскировки [ править ]

Основная статья: Теории маскировки

Другие теории маскировки обсуждают различные теории, основанные на науке и исследованиях, для создания электромагнитной мантии невидимости. Представленные теории используют трансформационную оптику , маскировку событий, подавление диполярного рассеяния, туннельное пропускание света, датчики и активные источники, а также акустическую маскировку .

Институциональные исследования [ править ]

Исследования в области метаматериалов распространились на научно-исследовательские департаменты американского правительства, включая Командование военно-морских воздушных систем США , ВВС США и армию США . Участвуют многие научные учреждения, в том числе: [ необходима ссылка ]

  • Калифорнийский технологический институт
  • Массачусетский Институт Технологий
  • Государственный университет Колорадо
  • Университет Дьюка
  • Гарвардский университет
  • Университет Аалто
  • Имперский колледж Лондон
  • Общество Макса Планка
  • Физический факультет МГУ
  • Национальный институт стандартов и технологий
  • Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
  • Университетский колледж Лондона
  • Калифорнийский университет в Беркли
  • Калифорнийский университет в Ирвине
  • Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
  • Калифорнийский университет в Сан-Диего
  • Колорадский университет
  • Университет Делавэра
  • Университет Рочестера

Финансирование исследований этой технологии осуществляется следующими американскими агентствами: [48]

  • Исследовательская лаборатория ВВС
  • Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов
  • Директор Центральной разведки
  • Национальное агентство геопространственной разведки
  • Командование военно-воздушных систем
  • Управление военно-морских исследований

Благодаря этому исследованию стало понятно, что разработка метода управления электромагнитными полями может быть применена для обнаружения выхода с помощью излучаемого зондирования или гидроакустической технологии, а также для улучшения связи в микроволновом диапазоне; что этот метод актуален для создания суперлинз и маскировки объектов внутри и от электромагнитных полей . [9]

В новостях [ править ]

20 октября 2006 г., на следующий день после того, как в Университете Дьюка удалось охватить и «исчезнуть» объект в микроволновом диапазоне, об этом сообщило Associated Press . [49] Средства массовой информации, освещавшие эту историю, включали USA Today, MSNBC's Countdown With Keith Olbermann: Sight Unseen , The New York Times с маскирующей медью, Ученые делают шаг к невидимости , (Лондон) The Times с Don't Look Now - Visible Gains in "Поиски невидимости" , "Христианская наука" с " Исчезнуть в воздухе"? Ученые делают шаг к невидимости , австралийское вещание, агентство Reuters с маскировкой невидимости на шаг ближе и (Raleigh) News & Observer с 'Плащ-невидимка на шаг ближе . [49]

6 ноября 2006 г. группа исследователей и разработчиков Университета Дьюка была выбрана в числе 50 лучших статей журнала Scientific American за 2006 г. [50]

В ноябре 2009 года «исследования по разработке и созданию уникальных« метаматериалов »получили финансирование на 4,9 миллиона фунтов стерлингов. Метаматериалы могут использоваться для невидимых« маскирующих »устройств, чувствительных датчиков безопасности, которые могут обнаруживать крошечные количества опасных веществ и плоские линзы, которые можно использовать для изображения крошечных объектов, размер которых намного меньше длины волны света ". [51]

В ноябре 2010 года ученые из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии сообщили о создании гибкого маскирующего материала, который они назвали «Метафлекс», который может значительно приблизить промышленные приложения. [52]

В 2014 году инженеры Duke построили первое в мире трехмерное акустическое устройство. [53]

См. Также [ править ]

  • История метаматериалов
  • Акустические метаматериалы
  • Хиральность
  • Метаматериал
  • Поглотитель из метаматериала
  • Антенны из метаматериала
  • Нелинейные метаматериалы
  • Фотонный кристалл
  • Фотонные метаматериалы
  • Плазмонные метаматериалы
  • Сейсмические метаматериалы
  • Резонатор с разъемным кольцом
  • Superlens
  • Терагерцовые метаматериалы
  • Теории маскировки
  • Трансформационная оптика
  • Настраиваемые метаматериалы
Академические журналы
  • Метаматериалы (журнал)
Книги по метаматериалам
  • Справочник по метаматериалам
  • Метаматериалы: физика и инженерные изыскания

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в г Шалаев В.М. (2008). «ФИЗИКА: Трансформирующий свет» . Наука . 322 (5900): 384–386. DOI : 10.1126 / science.1166079 . PMID 18927379 . S2CID 206516379 .  
  2. ^ Б с д е е г ч я J к л м н Пендри, JB; Schurig, D .; Смит, Д.Р. (2006). «Управление электромагнитными полями» (PDF) . Наука . 312 (5514): 1780–1782. Bibcode : 2006Sci ... 312.1780P . DOI : 10.1126 / science.1125907 . PMID 16728597 . S2CID 7967675 . Архивировано из оригинала (скачать бесплатно в формате PDF) 04.03.2016 . Проверено 8 декабря 2010 г.    .
  3. ^ a b c d e f g h я Schurig, D .; и другие. (2006). «Электромагнитная маскировка из метаматериалов на сверхвысоких частотах» . Наука . 314 (5801): 977–980. Bibcode : 2006Sci ... 314..977S . DOI : 10.1126 / science.1133628 . PMID 17053110 . S2CID 8387554 .  Недавно опубликованная теория предположила, что маскировка невидимости в принципе возможна, по крайней мере, в узкой полосе частот. Мы описываем здесь первую практическую реализацию такого плаща; в нашей демонстрации медный цилиндр был «спрятан» внутри плаща, построенного в соответствии с предыдущим теоретическим предписанием. Маскировка изготовлена ​​с использованием искусственно структурированных метаматериалов, рассчитанных на работу в диапазоне микроволновых частот. Плащ уменьшал рассеяние от скрытого объекта, в то же время уменьшая его тень, так что плащ и объект вместе взятые начали напоминать пустое пространство.
  4. ^ a b c Мерритт, Ричард; Smith, DavidR .; Лю, Руопэн; Цзи, Чуньлинь (16 января 2009 г.). «Резюме: новые алгоритмы, разработанные для управления производством метаматериалов» . Управление новостей и коммуникаций, Университет Дьюка. Архивировано из оригинального 20 февраля 2009 года . Проверено 6 августа 2009 .
  5. ^ а б Кильдишев А.В.; Шалаев, ВМ (2007). «Инженерное пространство для света с помощью трансформирующей оптики» (PDF) . Письма об оптике . 33 (1): 43–45. arXiv : 0711.0183 . Bibcode : 2008OptL ... 33 ... 43K . DOI : 10.1364 / OL.33.000043 . PMID 18157252 . S2CID 15407450 . Проверено 14 февраля 2010 .   
  6. ^ a b c d e Энгета, Надер ; Ричард В. Циолковски (июнь 2006 г.). Метаматериалы: физика и инженерные изыскания . Wiley & Sons. стр. xv, Глава 1, Глава 2. ISBN 978-0-471-76102-0.
  7. ^ а б Чен, Хуанян; CT Чан, CT и Шэн, Пинг (23 апреля 2010 г.). «Трансформационная оптика и метаматериалы» . Материалы природы . 9 (5): 387–396. Bibcode : 2010NatMa ... 9..387C . DOI : 10.1038 / nmat2743 . PMID 20414221 . S2CID 205404142 .  Опираясь на появление метаматериалов, трансформирующая оптика предлагает большую универсальность для управления электромагнитными волнами для создания материалов со специально разработанными свойствами. Здесь мы рассматриваем возможности трансформирующей оптики для создания функциональных возможностей, в которых оптические свойства могут быть изменены практически по желанию. Этот подход можно использовать для создания различных эффектов оптической иллюзии, таких как плащ-невидимка.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ a b c "Волны и метаматериалы" . Исследования и факультет . Университет Дьюка - Инженерная школа Пратта. 3 декабря 2010 . Проверено 10 января 2011 .
  9. ^ Б с д е е г ч Леонхардт, Ulf (июнь 2006 г.). «Оптическое конформное отображение» (PDF) . Наука . 312 (5781): 1777–1780. Bibcode : 2006Sci ... 312.1777L . DOI : 10.1126 / science.1126493 . PMID 16728596 . S2CID 8334444 . Архивировано из оригинала (скачать бесплатно в формате PDF) 04.03.2016 . Проверено 8 декабря 2010 .   
  10. ^ «Трансформационная оптика может привести к множеству радикальных достижений» . Azonano Nanotechnology (журнал) . онлайн: AZoM.com Pty.Ltd. 17 октября 2008 г. С. 1 из 1 . Проверено 24 мая 2010 .
  11. ^ Пендри, сэр Джон (2006). «Оптика трансформации» . Имперский колледж Лондон. Архивировано из оригинала (онлайн-бесплатный доступ к описанию Transformation Optics) 15 августа 2009 года . Проверено 24 мая 2010 .
  12. ^ Шуриг, Дэвид; Дэвид Смит; Стив Каммер (2008). «Оптика трансформации и маскировка» . Центр метаматериалов и интегральной плазмоники . Проверено 24 мая 2010 .
  13. ^ Сервис, РФ; Чо, А (17 декабря 2010 г.). «Новые странные фокусы со светом». Наука . 330 (6011): 1622. Bibcode : 2010Sci ... 330.1622S . DOI : 10.1126 / science.330.6011.1622 . PMID 21163994 . 
  14. ^ a b c Хотц, Роберт Ли (2010-03-07). «Узрите внешний вид мантии-невидимки» . Wall Street Journal . С. Напечатано в The Wall Street Journal, страница A7, раздел Научного журнала . Проверено 4 марта 2010 .
  15. ^ Б с д е е г Хэпгуда, Фред; Грант, Эндрю (10 марта 2009 г.). «Метаматериальная революция: новая наука о том, чтобы все исчезло» . Откройте для себя . С. 4 стр. Архивировано из оригинала на 2019-03-31 . Проверено 12 апреля 2015 .
  16. ^ Дайан Фишер, Нэнси Леон, Александр Новати, [1] ; и другие. (17.06.2008). «Космическое место - Глоссарий» (общественное достояние - веб-сайт НАСА ) . НАСА . Проверено 8 марта 2010 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Грегори Хэллок Смит (2006). Объективы фотоаппаратов: от коробчатых до цифровых . SPIE Press. п. 4. ISBN 978-0-8194-6093-6.
  18. ^ a b c «Первая демонстрация работающего плаща-невидимки» . Управление новостей и коммуникаций Университета Дьюка. Архивировано из оригинала на 2009-07-19 . Проверено 5 мая 2009 .
  19. ^ Смит, DR; Падилла, Вилли; Vier, D .; Nemat-Nasser, S .; Шульц, С. (2000). «Композитная среда с одновременно отрицательной проницаемостью и диэлектрической проницаемостью» (PDF) . Письма с физическим обзором . 84 (18): 4184–7. Bibcode : 2000PhRvL..84.4184S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.84.4184 . PMID 10990641 . Архивировано из оригинального (PDF) 18 марта 2010 года.  
  20. ^ Макдональд, Ким (2000-03-21). «Физики UCSD разрабатывают новый класс композитных материалов с невиданными ранее физическими свойствами» . UCSD Наука и техника . Проверено 17 декабря 2010 .
  21. ↑ Пети, Чарльз (21 ноября 2009 г.). «Незримая невидимость» . Новости науки . 176 (11): 18. DOI : 10.1002 / scin.5591761125 . Проверено 10 апреля 2010 .
  22. ^ a b c Мурад, Згал; и другие. (2007-06-03). Нантель, Марк (ред.). «Первые шаги для изучения оптики: работы Ибн Сала, Аль-Хайтама и Янга о преломлении как типичные примеры» (Бесплатная загрузка PDF. Постоянная ссылка на цитирование ) . Серия технических сборников OSA: ETOP (2007) ESB2 . Десятое Международное тематическое совещание по образованию и обучению в области оптики и фотоники. Материалы конференции: 01 (7 страниц). Bibcode : 2007SPIE.9665E..09Z . DOI : 10.1117 / 12.2207465 . S2CID 13875045 . Проверено 27 апреля 2010 .  
  23. ^ a b Смит, А. Марк (1996). Теория зрительного восприятия Птолемея - английский перевод Оптики . Американское философское общество. ISBN 978-0-87169-862-9. Проверено 27 июня 2009 .
  24. ^ a b Виллеброрд Снелл в книге «От Архимеда к Хокингу: законы науки и великие умы, стоящие за ними» (Клиффорд А. Пиковер, 2008).
  25. ^ Смит, DR; Исследовательская группа Дэвида Р. Смита (13 марта 2009 г.). «Лаборатория Смита представлена ​​в Wall Street Journal» (Novel Electromagnetic Media, Meta Group, Duke U ) . Университет Дьюка . Проверено 4 марта 2010 .
  26. ^ Хиросе, Акира (2010-03-05). Chavel, Pierre H; Миллер, Дэвид А. Б.; Тьенпонт, Хьюго (ред.). «Волновые аспекты света». Proc. ШПИОН . Оптика в вычислительной технике '98. 3490 : 95. Bibcode : 1998SPIE.3490 ... 95H . DOI : 10.1117 / 12.308894 . S2CID 62568451 . 
  27. ^ Itzkoff, D. (2008-03-13). "Почему бы нам не изобрести это завтра?" (Популярный отчет о маскировочном устройстве в New York Times.) . Отрубы из бумаги . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 марта 2010 .
  28. ^ a b Чанг, Кеннет (12 июня 2007 г.). «Легкая фантастика: флирт с невидимостью» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 мая 2010 .
  29. ^ a b c Ринкон, Пол (2006-10-19). «Эксперты тестируют технологию маскировки» . BBC News . Проверено 5 августа 2008 .
  30. ^ Ørnes, Стивен (2010-02-15). «Наука исчезновения» (эта статья представляет собой краткий обзор первой демонстрации маскировки (2006 г.) и рассказывается в феврале 2010 г.) . ScienceNews, журнал Общества науки и общественности . Проверено 6 марта 2010 .
  31. ^ Падилла, Вилли Дж .; Смит, Дэвид Р .; Басов, Дмитрий Н. (2006-03-01). «Спектроскопия метаматериалов от инфракрасных до оптических частот» (PDF) . JOSA Б . 23 (3): 404–414. Bibcode : 2006JOSAB..23..404P . DOI : 10.1364 / JOSAB.23.000404 . Проверено 1 февраля 2010 .
  32. ^ Зухди, Саид; Ари Сихвола, Алексей Петрович Виноградов (декабрь 2008 г.). Метаматериалы и плазмоника: основы, моделирование, приложения . Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 3–10, гл. 3, 106. ISBN 978-1-4020-9406-4.
  33. ^ Смит, Дэвид Р. (2006-06-10). «Что такое электромагнитные метаматериалы?» . Новые электромагнитные материалы . Исследовательская группа Д. Р. Смита. Архивировано из оригинального 20 -го июля 2009 года . Проверено 19 августа 2009 .
  34. ↑ Веселаго, В.Г. (1968). «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями [диэлектрической проницаемости] и [проницаемости]». Успехи советской физики . 10 (4): 509–514. Bibcode : 1968SvPhU..10..509V . DOI : 10.1070 / PU1968v010n04ABEH003699 .
  35. ^ Дэвид Р. Смит Duke U. Engineering (2009). "Новые электромагнитные среды - исследовательская группа Дэвида Р. Смита" . Meta Group Duke University . Проверено 15 июля 2009 .
  36. ^ Schurig, D .; Пендри Дж. Б., Смит Д. Р. (29 сентября 2006 г.). «Расчет свойств материалов и трассировка лучей в среде трансформации» (бесплатная загрузка PDF) . Opt Express . 14 (21): 9794–9804. arXiv : физика / 0607205 . Bibcode : 2006OExpr..14.9794S . DOI : 10,1364 / OE.14.009794 . PMID 19529371 . S2CID 485494 .   
  37. ^ a b c d e Правосудие, Б. Дж.; Mock JJ, Guo L, Degiron A, Schurig D, Smith DR. (2006). «Пространственное отображение внутреннего и внешнего электромагнитных полей метаматериалов с отрицательным показателем преломления» . Оптика Экспресс . 14 (19): 8694–8705. Bibcode : 2006OExpr..14.8694J . DOI : 10,1364 / OE.14.008694 . PMID 19529250 . S2CID 40725177 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  38. ^ Габриэлли; Хайме Карденас; Пойтрас; Михал Липсон (2009). «Маска из кремниевых наноструктур, работающая на оптических частотах». Природа Фотоника . 3 (8): 461–463. arXiv : 0904.3508 . Bibcode : 2009NaPho ... 3..461G . DOI : 10.1038 / nphoton.2009.117 . S2CID 19395895 . 
  39. ^ Филиберто Билотти; Симоне Трикарико; Лучио Вегни (2008). «Маскировка плазмонного метаматериала на оптических частотах». Arxiv : 0807.4945 [ physics.optics ].
  40. ^ Новости лаборатории. «Водяной успех акустической мантии» . Metropolis International Group Ltd. Архивировано из оригинала (онлайн-статья) 24 июля 2011 года . Проверено 12 февраля 2011 года . Исследователи из Университета Иллинойса, возглавляемые профессором машиностроения и инженерии Николасом Фангом, разработали акустический плащ, который делает подводные объекты невидимыми.
  41. ↑ Нельсон, Брин (19 января 2011 г.). «Новый метаматериал может сделать подводные лодки невидимыми для гидролокатора» . Обновление защиты . Архивировано из оригинала (онлайн) 22 января 2011 года . Проверено 31 января 2011 .
  42. ^ «Акустическая маскировка может скрывать объекты от сонара» . Информация для машиностроения и машиностроения . Университет Иллинойса (Урбана-Шампейн). 21 апреля 2009 года Архивировано из оригинала (Online) от 17 февраля 2011 года . Проверено 1 февраля 2011 .
  43. ^ «Недавно разработанный плащ скрывает подводные объекты от сонара» . Новости США - Наука . 2011 US News & World Report . 7 января 2011 года. Архивировано из оригинала (онлайн) 17 февраля 2011 года . Проверено 1 июня 2011 .
  44. Перейти ↑ Quick, Darren (11 марта 2014 г.). «Создано первое в мире устройство трехмерной акустической маскировки» . Гизмаг.
  45. ^ Смит, Дэвид Р. (25 июля 2014 г.). «Маскирующее покрытие для мутных СМИ». Наука . 345 (6195): 384–5. Bibcode : 2014Sci ... 345..384S . DOI : 10.1126 / science.1256753 . PMID 25061192 . S2CID 206559590 .  
  46. ^ Schittny, R .; Кадич, М .; Buckmann, T .; Вегенер, М. (25 июля 2014 г.). «Маскировка невидимости в среде, рассеивающей рассеянный свет». Наука . 345 (6195): 427–9. Bibcode : 2014Sci ... 345..427S . DOI : 10.1126 / science.1254524 . PMID 24903561 . S2CID 206557843 .  
  47. ^ Лю, R; Ji, C; Mock, JJ; Чин, JY; Cui, TJ; Смит, Д.Р. (16 января 2009 г.). "Широкополосный плащ наземного самолета". Наука . 323 (5912): 366–369. Bibcode : 2009Sci ... 323..366L . DOI : 10.1126 / science.1166949 . PMID 19150842 . S2CID 206516809 .  
  48. ^ Смит, Дэвид Р .; NAVAIR, SensorMetrix, AFOSR, ARO, DARPA, NGA, MURI и несколько университетов (2009 г.). «Финансирование сотрудников программ» . Университет Дьюка. Архивировано из оригинального 19 августа 2009 года . Проверено 4 июля 2009 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  49. ^ a b «Университет Дьюка в новостях: невидимость может стать реальностью» (пресс-релиз). 2006. Архивировано из оригинального 18 августа 2009 года . Проверено 30 июня 2009 .
  50. ^ "Невидимку Lands Дюка Инженеры на 'Scientific American 50 ' " (пресс - релиз). 2006. Архивировано из оригинального 19 июня 2010 года . Проверено 30 июня 2009 .
  51. ↑ Ривз, Даниэль (12 ноября 2009 г.). «4,9 миллиона фунтов стерлингов на разработку метаматериалов для« плащей-невидимок »и« идеальных линз » » (пресс-релиз) . Пресс-служба Имперского колледжа Лондона . Проверено 30 декабря 2010 .
  52. ^ Гибкие метаматериалы в видимом диапазоне длин волн , Андреа Ди Фалько и др. 2010 New J. Phys. 12 113006
  53. ^ "Акустическое маскирующее устройство скрывает объекты от звука - инженерная школа Герцога Пратта" . www.pratt.duke.edu .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кундц, Натан; Дэвид Р. Смит (советник) (18 декабря 2009 г.). «Достижения в сложных электромагнитных средах» . Герцог диссертаций : 185. Bibcode : 2009PhDT ....... 185K . Проверено 23 февраля 2011 .148 страниц. « Диссертация представлена ​​при частичном выполнении требований для получения степени доктора философии на кафедре физики в аспирантуре Университета Дьюка 2009 »

Внешние ссылки [ править ]

  • Определение метаматериалов
  • Управление ближним полем с помощью метаматериалов. Слайд-шоу с доступным звуком, доктор Джон Пендри, Имперский колледж, Лондон.
  • Исследователи предлагают имитировать космос с помощью метаматериалов