Программу ведет Марина Дубовик. Принимает участие научный обозреватель Радио Свобода Ольга Орлова.
Марина Дубовик: Физики из Университета Юты придумали способ маскировки больших объектов. Можно ли действительно добиться полной невидимости предмета? Об этом расскажет наш научный обозреватель Ольга Орлова в рубрике "Научное событие недели".
Ольга Орлова: Сегодня ученые предлагают скрывать объект несколькими способами. Первый способ основан на применении метаматериалов. Их свойства зависят как от их химического состава, так и от их структуры. Метаматериалы могут искривлять лучи света таким образом, что скрывающийся за метаматериалом предмет, становится невидимым. Эта идея была обыграна еще автором "Человека-невидимки" Гербертом Уэллсом. Один из недостатков этого метода заключается в том, что с помощью метаматериала можно скрыть только маленькие предметы, размером в несколько сантиметров. И вот физики из университета Юты в журнале Optics Express заявили, что нашли способ сокрытия больших объектов. Для этого они предлагают сделать вокруг объекта, который надо скрыть, несколько излучателей волн – электромагнитных или звуковых - в зависимости от среды, в которой находится объект. Излучаемые волны будут взаимодействовать с падающей волной – например, волной радара или сонара - так, чтобы получившаяся в итоге волна обогнула объект, как будто его и не было. Тогда объект почти любого размера станет невидимым для обнаруживающего прибора. То есть группа сделала серьезную заявку на решение проблем в сфере безопасности, связанных с маскировкой объектов. Насколько близка эта идея к воплощению, мы попросили оценить профессора Университета Аризоны, ведущего научного сотрудника Института теоретической физики имени Ландау Ильдара Габитова.
Ильдар Габитов: Это пока еще рекламная заявка. Как происходило с метаматериалами? То есть когда возникла концепция при помощи материалов скрывать объект, это что означает? Это означает, что нужно создать такое распределение лучей (а для этого так изменить свойства материала), чтобы до объекта поле было ровно таким же, как если бы этого объекта не было. Тогда возник такой подход, он был основан на том, что при мощи метаматериалов изменяли показатель преломления. Но проблема в том, что такие метаматериальные свойства работают в очень узком диапазоне. То есть в одном диапазоне электромагнитных волн такая невидимость есть, а в других – нет. Поэтому идея группы из Юты, о которой вы говорите, она опять решает эту проблемы маскировки объекта в очень узком диапазоне. И тут же остается масса всяких ограничений, связанных со спектром, с поглощением. То есть до реального воплощения идея скрыть объект еще очень далеко. Я бы даже более того сказал: термин "невидимость" сейчас используется как некий инструмент привлечения финансирования, потому что он очень привлекателен своей понятностью. Налогоплательщику сразу ясно, на что идут его деньги.
Ольга Орлова: Получается, что пока новая технология cloaking, то есть технология маскировки, которую предлагают ученые из Юты, так и не позволяет маскировать объекты в разных диапазонах. А это значит: если предмет не виден в одном диапазоне, его можно обнаружить в другом. По мнению Ильдара Габитова куда ближе к решению проблемы маскировки подошли физики в другой сфере – в области микроэлектроники. Здесь существует проблема скрытия дефектов в сложных приборах.
Ильдар Габитов: Сейчас технология позволяет создавать довольно сложные оптоэлектронные устройства, которые изготавливают в виде тонких пленок тонкими методами. Намазкой наносятся специальные структуры. И их очень много. Но поскольку речь идет о предельных размерах, эти объекты очень маленькие, и, конечно, возникают дефекты. И для того, чтобы эти дефекты не проявлялись при работе приборов, надо бы сделать их эти дефекты неощутимыми, а значит – невидимыми. И вот в этом случае эта технология cloaking позволяет создать иллюзию, что такие дефекты отсутствуют и как бы снизить влияние на работу приборов.
Ольга Орлова: Но наиболее перспективным способом маскировки в этой области Ильдар Габитов считает новый метод – трансформационной оптики.
Ильдар Габитов: В данный момент произошло знаменательное событие: возникла новая область – трансформационная оптика. И это уже серьезно. В США уже несколько агентств начали финансировать работы в этом направлении. И они вот уже сулят большие выгоды. Суть такая. Как, например, работает современная оптика? Это очень хороший материал, с хорошими оптическими свойствами и очень сложной поверхностью. Благодаря этой сложной поверхности лучи преломляются определенным образом, собираются там, где нам нужно. С появлением новых материалов стало возможно заданные свойства оптической среды создавать. То есть геометрические свойства среды структурно меняются таким образом, что вместо сложных поверхностей, стало можно брать совсем простые, скажем, пластинку. Но в этой пластинке показатель преломления меняется таким образом, что он действует как линза. То есть таким образом можно использовать очень простые геометрические фигуры для того, чтобы достигать желаемого эффекта, пользуясь специальным распределением оптических свойств.
Ольга Орлова: А что делать с маскировкой военных объектов? Ведь интерес к технологии cloaking в обществе вызван прежде всего проблемами безопасности.
Ильдар Габитов: Да, я понимаю, но в таких вопросах надо быть честным. Пока в этой сфере такие работы далеки от реализации и это просто рекламный трюк. Просто это популярная тема, под которую деньги давали и дают. Ну и конечно, в связи с Гарри Потером и платками-невидимками, шапками- невидимками…. Это все очень привлекает внимание.
Ольга Орлова: Отсюда следует, что пока ученым лучше удается скрывать объекты в мирных целях. И кажется, что этот тот случай, когда промедление в решении научной задачи не вызывает досады или сожаления.
Марина Дубовик: Физики из Университета Юты придумали способ маскировки больших объектов. Можно ли действительно добиться полной невидимости предмета? Об этом расскажет наш научный обозреватель Ольга Орлова в рубрике "Научное событие недели".
Ольга Орлова: Сегодня ученые предлагают скрывать объект несколькими способами. Первый способ основан на применении метаматериалов. Их свойства зависят как от их химического состава, так и от их структуры. Метаматериалы могут искривлять лучи света таким образом, что скрывающийся за метаматериалом предмет, становится невидимым. Эта идея была обыграна еще автором "Человека-невидимки" Гербертом Уэллсом. Один из недостатков этого метода заключается в том, что с помощью метаматериала можно скрыть только маленькие предметы, размером в несколько сантиметров. И вот физики из университета Юты в журнале Optics Express заявили, что нашли способ сокрытия больших объектов. Для этого они предлагают сделать вокруг объекта, который надо скрыть, несколько излучателей волн – электромагнитных или звуковых - в зависимости от среды, в которой находится объект. Излучаемые волны будут взаимодействовать с падающей волной – например, волной радара или сонара - так, чтобы получившаяся в итоге волна обогнула объект, как будто его и не было. Тогда объект почти любого размера станет невидимым для обнаруживающего прибора. То есть группа сделала серьезную заявку на решение проблем в сфере безопасности, связанных с маскировкой объектов. Насколько близка эта идея к воплощению, мы попросили оценить профессора Университета Аризоны, ведущего научного сотрудника Института теоретической физики имени Ландау Ильдара Габитова.
Ильдар Габитов: Это пока еще рекламная заявка. Как происходило с метаматериалами? То есть когда возникла концепция при помощи материалов скрывать объект, это что означает? Это означает, что нужно создать такое распределение лучей (а для этого так изменить свойства материала), чтобы до объекта поле было ровно таким же, как если бы этого объекта не было. Тогда возник такой подход, он был основан на том, что при мощи метаматериалов изменяли показатель преломления. Но проблема в том, что такие метаматериальные свойства работают в очень узком диапазоне. То есть в одном диапазоне электромагнитных волн такая невидимость есть, а в других – нет. Поэтому идея группы из Юты, о которой вы говорите, она опять решает эту проблемы маскировки объекта в очень узком диапазоне. И тут же остается масса всяких ограничений, связанных со спектром, с поглощением. То есть до реального воплощения идея скрыть объект еще очень далеко. Я бы даже более того сказал: термин "невидимость" сейчас используется как некий инструмент привлечения финансирования, потому что он очень привлекателен своей понятностью. Налогоплательщику сразу ясно, на что идут его деньги.
Ольга Орлова: Получается, что пока новая технология cloaking, то есть технология маскировки, которую предлагают ученые из Юты, так и не позволяет маскировать объекты в разных диапазонах. А это значит: если предмет не виден в одном диапазоне, его можно обнаружить в другом. По мнению Ильдара Габитова куда ближе к решению проблемы маскировки подошли физики в другой сфере – в области микроэлектроники. Здесь существует проблема скрытия дефектов в сложных приборах.
Ильдар Габитов: Сейчас технология позволяет создавать довольно сложные оптоэлектронные устройства, которые изготавливают в виде тонких пленок тонкими методами. Намазкой наносятся специальные структуры. И их очень много. Но поскольку речь идет о предельных размерах, эти объекты очень маленькие, и, конечно, возникают дефекты. И для того, чтобы эти дефекты не проявлялись при работе приборов, надо бы сделать их эти дефекты неощутимыми, а значит – невидимыми. И вот в этом случае эта технология cloaking позволяет создать иллюзию, что такие дефекты отсутствуют и как бы снизить влияние на работу приборов.
Ольга Орлова: Но наиболее перспективным способом маскировки в этой области Ильдар Габитов считает новый метод – трансформационной оптики.
Ильдар Габитов: В данный момент произошло знаменательное событие: возникла новая область – трансформационная оптика. И это уже серьезно. В США уже несколько агентств начали финансировать работы в этом направлении. И они вот уже сулят большие выгоды. Суть такая. Как, например, работает современная оптика? Это очень хороший материал, с хорошими оптическими свойствами и очень сложной поверхностью. Благодаря этой сложной поверхности лучи преломляются определенным образом, собираются там, где нам нужно. С появлением новых материалов стало возможно заданные свойства оптической среды создавать. То есть геометрические свойства среды структурно меняются таким образом, что вместо сложных поверхностей, стало можно брать совсем простые, скажем, пластинку. Но в этой пластинке показатель преломления меняется таким образом, что он действует как линза. То есть таким образом можно использовать очень простые геометрические фигуры для того, чтобы достигать желаемого эффекта, пользуясь специальным распределением оптических свойств.
Ольга Орлова: А что делать с маскировкой военных объектов? Ведь интерес к технологии cloaking в обществе вызван прежде всего проблемами безопасности.
Ильдар Габитов: Да, я понимаю, но в таких вопросах надо быть честным. Пока в этой сфере такие работы далеки от реализации и это просто рекламный трюк. Просто это популярная тема, под которую деньги давали и дают. Ну и конечно, в связи с Гарри Потером и платками-невидимками, шапками- невидимками…. Это все очень привлекает внимание.
Ольга Орлова: Отсюда следует, что пока ученым лучше удается скрывать объекты в мирных целях. И кажется, что этот тот случай, когда промедление в решении научной задачи не вызывает досады или сожаления.
