Инженеры из Техасского университета в Остине обнаружили фундаментальные ограничения, которые не позволяют создать устройства, делающие полностью невидимыми крупные объекты. Чем больше размер тела, тем сложнее скрыть его от света, состоящего из волн различной длины. Обойти это препятствие можно с помощью дополнительных источников питания, рассказывается в статье, опубликованной в журнале Optica.
Ученые установили границы полосы пропускания электромагнитных плащей для объектов различных размеров и состава, а также определили оптимальную производительность маскирующих устройств. Плащи сделаны из метаматериалов — композиционных материалов, чьи свойства определяются не особенностями составляющих их веществ, а периодической структурой. В результате плащи особым образом контролируют распространение набегающих на них электромагнитных волн, делая объект невидимым или прозрачным. Исследователи изучили пределы работоспособности пассивных метаматериалов, которые не имеют внешнего источника питания.
По словам ученых, оценка пропускной способности и влияния на нее размеров маскируемого предмета должна помочь оценить потенциал электромагнитных плащей для антенн связи, биомедицинских устройств и военных радаров. Результаты исследования показали, что производительность устройств невидимости определяется соотношением размеров объекта и длины волны падающего на него света. Электромагнитным плащам сложнее замаскировать крупный объект от коротких длин волн.
Это значит, что пассивные метаматериалы не могут сделать танк, самолет или человека невидимыми для человеческого глаза. Однако ученые полагают, что можно добиться подобного эффекта, используя активную маскировку, то есть подключая электромагнитные плащи к внешнему источнику энергии.