Крокодила показывает на своем семинаре профессор Андрей Сарычев. Тропический ящер на слайде выглядит не по-зимнему бодро, кто-то из слушателей жмурится — похоже, думает про поездку куда-нибудь в Египет: праздники, Нил, крокодилы… Сарычева, сотрудника университета Пердью в американском штате Индиана, в Москву пригласила корпорация «Роснано» — прочесть лекцию. Перед крокодилом слайд с формулами, довольно простыми: уравнения Максвелла, классическая электродинамика, второй курс физфака. Формулам без малого полтора века, но теперь, убеждает Сарычев, в них нашлась лазейка, позволяющая виртуальным рептилиям летать: гипотетический материал преломляет лучи так, что погруженное в него тело выглядит висящим в воздухе. На втором курсе ничего такого не рассказывали. Вначале была шапка-невидимка Вокруг полно вещей, которые лучше бы не видеть. Неудивительно, что короткая статья, вышедшая в 2006 году в Science, сразу обратила на себя внимание. Ее авторы во главе с британским физиком сэром Джоном Пендри на трех страницах рассказывали, как сделать предметы невидимыми — в самом буквальном смысле. Чтобы описать изобретение в двух словах, английские сказки подходят лучше русских. Что у Ивана-царевича шапка, то у Гарри Поттера плащ. Идея физиков состояла именно в том, чтобы «укутывать» предметы в материал с особыми свойствами. Главное, что требуется от такого плаща, — вовсе не прикрывать собой нечто (тут хватит и куска черной ткани), а убедить зрителей, что они имеют дело с пустым местом. Другими словами, заменить изображение вещи изображением того, что она заслоняет. Обычная оптика со всеми своими линзами и зеркалами здесь, к сожалению, не годится. — Мы нашли простой способ, как скрыть участок пространства с помощью материалов, теорией которых я давно занимался, — рассказывает сэр Пендри. — Для меня это совсем не главное их применение: есть нанофотоника — замена электронике, есть суперлинзы, и, поверьте, все это гораздо интереснее. 
Шапка-невидимка поступает со световыми волнами, как волнорез — с морскими Так заявила о себе малая и самая доступная часть «новой оптики» (которую, по-хорошему, и новой-то не назовешь — первые исследования, упомянутые в большинстве свежих публикаций, родом с Физтеха 1960−х). На самом деле физики обещают революцию зрения, какая не снилась ни одному ЖК-теле¬ви¬зору. Вернее, легкий способ превратить мир в одно большое кривое зеркало, где крокодилы реют над водой, а молоко плещется в воздухе вокруг бутылки. Геометрия мнимой пустоты Первым шагом стали расчеты сэра Пендри, как заставить лучи света обогнуть произвольный шар и выйти наружу тем же пучком, какой был на входе. Шар выбрали для простоты: какой бы формы предмет ни предстояло спрятать, его всегда можно погрузить внутрь сферы большего размера. Устроит ли заказчиков, будь то военные или архитекторы, танк либо дом, вмурованный в гигантский шар, не так важно. Задачей-минимум было доказать, что у этой физической головоломки вообще есть решение. Лучам свойственна радикальная несгибаемость. Преломиться, как учат в школе, они способны, а вот изогнуться — нет. Даже внутри линзы или призмы, которая их преломила, свет распространяется все равно по прямой (само понятие прямой в геометрии появилось из наблюдений за светом). Правда, можно сконструировать цепочку из призм, вдоль которых свет будет перемещаться по длинной ломаной линии — а от ломаной недалеко и до кривой. В модели Пендри такую цепочку заменяет специальный материал, свойства которого плавно меняются от точки к точке. И в каждой из них материал ведет себя принципиально иначе, чем все известные людям вещества. Взять готовое было неоткуда, зато, где искать, все уже знали. За сорок лет до этого реальность во¬всю проверяли на умение «вывернуться наизнанку»: каждой частице — по античастице, каждому феномену — по брату-близнецу из зазеркалья. Тогда, в середине 60−х, московский физик Виктор Веселаго и предположил, что наравне с обычными веществами, которые он обозвал «правыми», существуют и «левые» — где свет, грубо говоря, должен двигаться задом наперед. Свет перед светофором «Метаматериалами» такие вещества (в числе прочих) назовут только в 1998−м — в противовес просто материалам. Реакторы, коллайдеры и иные способы синтезировать новую экзотическую материю здесь ни к чему. Отличия — в геометрии. Мир, как известно, состоит из атомов. Берем деся¬ток-другой, расставляем их по своим местам внутри небольшой ячейки, а потом заполняем все пространство ее, ячейки, точными копиями. Так устроено большинство твердых веществ. Длина волны света намного больше размеров атома: масштабы соотносятся как у морской волны и гальки. Однако свет и звук реагируют на атомную решетку (те самые ячейки, повторенные во всех направлениях) еще слабее, чем цунами — на шероховатости дна. 
«Плащ» Джона Пендри больше похож на бомбоубежище
|
