Простое устройство, обеспечивающее невидимость

Джозеф Чои (Joseph S. Choi) и Джон Хоуэл (John C. Howell) из Рочестерского университета (США) разработали устройство, обеспечивающее невидимость объекта за счет простого оптического решения с использованием всего четырех стандартных линз. При этом устройство позволяет маскировать объект, даже если наблюдатель смотрит на него, сообщается в статье ученых, опубликованной в журнале Optics Express.

Исследователи рассчитали, под какими углами друг к другу нужно расположить линзы, чтобы обеспечить маскировку объекта и при этом оставить видимым его фон. Чтобы протестировать работу устройства, они помещали скрытый объект на сетчатом фоне. Они меняли точку наблюдения, но с любых точек фон выглядел так, будто объекта перед ним не было — не было ни разрывов в сетке, ни каких-то ее искажений.

По словам ученых, устройство позволяет скрывать достаточно крупные объекты, а также работает по всем видимом спектре без ограничения по частотам. Однако есть и недостатки. Первый заключается в том, что устройство искривляет лучи и направляет через центр, в итоге скрытый регион, как говорит Чои, напоминает по форме пончик с дыркой. Кроме того, не удалось полностью избавиться и от краевого эффекта, хотя ученые говорят, что эта проблема решаема при достаточно больших размерах линз.

В статье разработчики подробно описали математический и физический механизм, лежащий в основе их устройства. Они использовали технику ABCD-матриц, описывающую, как свет проходит сквозь линзы, зеркала и другие оптические элементы.

Это не первая попытка ученых создать устройство для невидимости, о некоторых попытках можно, например, прочитать в материалах Научной России о плаще-невидимке и обзоре разных способов создать невидимость. Но в данном случае разработчикам удалось создать устройство простое и дешевое, без использования экзотических материалов и высоких технологий. Кроме того, решена проблема многих более ранних разработок, когда маскировка страдала при изменении расположения наблюдателя относительно объекта. Разработчики хотят развивать свою идею, чтобы приспособить ее для практических нужд — например, чтобы хирург мог видеть сквозь свои руки во время операции или водитель видел сквозь свою машину, что происходит сзади.

Фото: Дж. Адам Фенстер / Университет Рочестера