Фото шапка невидимка: Шапка-невидимка: фото и видео | Tesera

первые экспериментальные результаты — ФПФЭ

Изготовлено устройство, которое работает как миниатюрная шапка-невидимка в
оптическом диапазоне — правда, пока только на одной длине волны и лишь для
«плоского света», да и сама «шапка» остается полупрозрачной.

В последние год-два в научных статьях стала активно обсуждаться
возможность создания устройства, которое делало бы предметы невидимыми для
постороннего глаза — то есть «шапки-невидимки» в буквальном
смысле слова. В идеале, такое устройство должно скрывать от постороннего
наблюдателя и себя, и помещенный внутрь объект. Наблюдатель не должен ничего
заметить, с какой бы стороны он ни посмотрел и каким бы светом ни освещал
«шапку». Несмотря на то, что теоретических препятствий для создания такого
устройства не видно (см. подробности в заметке Возможность существования
плаща-невидимки сведена к математической теореме), осуществить это
на практике очень непросто.

Шапка-невидимка должна заставить свет как бы «обтекать» спрятанный предмет,
а такое управление световыми волнами возможно только при очень необычных
электрических и магнитных свойствах среды. Ни у одного
из встречающихся в природе веществ таких свойств нет, и поэтому их
приходится изготавливать искусственно. Такие среды — а точнее, сложные
периодические конструкции, названные метаматериалами — начали
создавать только в конце 1990-х годов. Бурный прогресс в этой
области привел к тому, что год назад ученым удалось-таки
создать плащ-невидимку, правда только для микроволнового излучения, длина
волны которого во много раз больше, чем у видимого света.

Уменьшение длины волны света, для которого «работает» устройство, оказалось
непростым делом. В принципе, уже созданы метаматериалы, работающие в ближнем инфракрасном
диапазоне, но они, к сожалению, слишком сильно поглощают свет и поэтому
совсем не годятся для шапки-невидимки. Избежать этого можно с помощью сложной
«настройки» магнитных свойств метаматериала, но в оптическом диапазоне это
сделать очень трудно. Поэтому несколько месяцев назад Владимир Шалаев и его
коллеги из Университета Пердью в США предложили для начала создать некую «упрощенную версию»
шапки-невидимки, магнитные свойства которой вообще не требовалось
настраивать.

Эта упрощенная шапка-невидимка двумерна, и прозрачна она должна быть не для
настоящего света, а для потока поверхностных плазмонов,
и причем только одной определенной длины волны. Плазмоны — это электромагнитные колебания плюс колебания
электронов на поверхности металла, связанные друг с другом
в единое целое и бегущие вдоль поверхности металла. Поток плазмонов еще
иногда называют двумерным светом — это не совсем свет, но он похож
на него; а при необходимости его можно порождать светом и превращать
в свет той же частоты.

Не прошло и полугода, как эта идея была реализована в эксперименте.
В трехстраничном кратком сообщении Игоря Смолянинова (Igor Smolyaninov) и его коллег из Мэрилендского университета
(Колледж-Парк, США), появившемся на днях в архиве препринтов,
сообщается о создании и успешном испытании устройства размером
в несколько микрон, внутри которого удалось спрятать от «посторонних глаз»
(а точнее, от «плазмонных лучей») маленькое колечко.

На верхней фотографии (см. рис. 1) показано, как выглядит плоская
шапка-невидимка при освещении сверху обычным светом (на врезке —
изображение, полученное в атомно-силовом микроскопе). Она представляет собой структуру
из тонких концентрических колец полиметилметакрилата (это вещество, из которого делают
оргстекло), нанесенных на золотую подложку. Эта структура простирается от
радиуса r₁ до радиуса r₂, а объект, который
требуется спрятать (в данном случае, маленькое широкое колечко), находится
внутри радиуса r₁.

На нижнем фото (рис. 1) показано, как та же система выглядит при
освещении плазмонными лучами, порожденными зеленым светом с длиной волны
532 нм. Направление их движения показано стрелкой — из нижнего
левого угла в правый верхний. Фотография же сделана при взгляде на эту
плоскость сверху через обычный оптический микроскоп, и видны на ней
не плазмонные лучи, а обычное оптическое свечение из тех мест,
где они рассеиваются на препятствиях.

Сама концентрическая структура (то есть шапка-невидимка) на этом
фото заметна хорошо, но то, что в ней спрятано, почти не видно. Это значит,
что плазмонные лучи рассеиваются на шапке, но не рассеиваются
на объекте внутри нее. Более детальное исследование показало, что
плазмонные лучи действительно расходятся, обтекая спрятанный внутри объект,
а потом снова соединяются и идут вперед как ни в чём не бывало (см.
рис. 2).

Если бы мы могли видеть в плазмонных лучах, то, взглянув на эту картину
из правого верхнего угла плоскости, на месте шапки увидели бы лишь
едва заметное прозрачное пятно.

Повторим, что достигнутый результат пока очень далек от идеальной
шапки-невидимки. Во-первых, относительная невидимость достигается только при
освещении светом с определенной длиной волны. Достаточно изменить частоту
световой волны — и невидимость пропадает. Для сравнения на врезке
(рис. 1, нижнее фото) показана та же самая картина, но не
оптимизированная для длины волны 532 нм — на ней внутренний
объект хорошо просматривается, а значит, плазмонные лучи в этом случае
попадают внутрь шапки и освещают спрятанный предмет.

Во-вторых, речь в этой работе идет всё же не о настоящем
свете, а о потоке плазмонов, управлять которыми проще, чем светом.
Именно с точки зрения плазмонов изготовленная концентрическая структура
обладает столь необычными свойствами, что заставляет их как бы обтекать ее
по бокам, не попадая внутрь. Обычный свет на этой «нарезке
из оргстекла» просто рассеивался бы в разные стороны.

Наконец, даже в плазмонных лучах эта шапка всё еще не полностью
прозрачна, а рассеивает на себе часть лучей. Впрочем, совсем недавно
Владимир Шалаев и его коллеги в своем препринте arXiv:0707.3641
объяснили, как можно справиться с этой проблемой.

Тем не менее, даже такая не совсем настоящая шапка-невидимка — очень
важный шаг на пути к оттачиванию оптических технологий, основанных
на метаматериалах. Этот эксперимент доказывает, что и в оптическом
диапазоне можно приготовить такую структуру, которая будет заставлять лучи,
пусть и плазмонные, огибать предмет. Он подтверждает правдоподобность
теоретических выкладок, а значит, внушает оптимизм в дальнейшем
прогрессе в этой области.

Эта статья
Игоря
Иванова  на
«Элементах».

Шапка-невидимка в реальном мире: удивительные материалы будущего

Виктор Георгиевич Веселаго длительное время занимался экспериментальными исследованиями магнитных веществ и сильных магнитных полей. Но в мировом научном сообществе он стал знаменит в одночасье благодаря одной небольшой, чисто теоретической статье по электродинамике, опубликованной в далеком 1967 году. Он предсказал существование материалов, из которых можно сделать шапку-невидимку.

Дмитрий Мамонтов

В начале 2001 года дома у Виктора Веселаго, завлабораторией магнитных материалов отдела сильных магнитных полей Института общей физики РАН (ИОФАН) им. А.М. Прохорова, раздался звонок телефона. «Профессор, — сказал по-английски голос в трубке. — Вас беспокоят из журнала New Scientist. Мы бы хотели получить ваш комментарий по поводу экспериментов американских ученых Смита и Шульца, описанных в только что вышедшем журнале Science. Кажется, им удалось создать материал, который вы теоретически предсказали более тридцати лет назад».

Упражнение для ума

После окончания школы, где он всерьез увлекся радиотехникой, Веселаго поступил на только что созданный физико-технический факультет МГУ (позднее ставший самостоятельным вузом — МФТИ). Диплом он защитил в ФИАН под руководством А.М. Прохорова (будущего лауреата Нобелевской премии 1964 года по физике), а затем продолжил работу в институте уже как научный сотрудник.

В 1960-х годах он заинтересовался магнитными полупроводниками — материалами, которые проявляют свойства как ферромагнетиков, так и полупроводников (их проводимость меняется при изменении магнитного поля). «Есть такой электровакуумный прибор — лампа бегущей волны, он используется в качестве усилителя СВЧ-сигналов, — объясняет профессор Веселаго. — Усиление здесь происходит за счет взаимодействия электронов с электромагнитной волной. Я подумал, что можно было бы попробовать создать такой прибор в твердотельном варианте, а для этого нужен был материал, сильно замедлявший скорость распространения электромагнитной волны, то есть с очень высоким показателем преломления. Показатель преломления (n) определяется как квадратный корень из произведения диэлектрической проницаемости (ε) и магнитной проницаемости (µ). Идея с магнитным полупроводником не оправдала себя (нужный режим работы подобрать не удалось), но заставила меня внимательно рассмотреть вещества с различными ε и µ, и положительными, и отрицательными. Вещества с обеими положительными величинами — это хорошо известные обычные диэлектрики. С положительным ε и отрицательным µ — ферромагнетики. С отрицательным ε и положительным µ — плазма. А вот веществ с отрицательными ε и µ тогда известно не было. Листок с формулой показателя преломления лежал у меня на столе, я смотрел на него и вдруг подумал: но ведь в таком случае и сам показатель преломления может быть отрицательным. И не только с точки зрения математики!».

Против здравого смысла

Такой вывод был крайне необычным, поскольку во всех учебниках подразумевалось, что показатель преломления любой среды — это всегда положительная величина. Своими соображениями, которые показались ему очень важными, Виктор поделился с коллегами. Но ученые, загруженные работой, восприняли его выводы как «разминку для ума», абстракцию, которая не имела никакого физического смысла. И тогда Веселаго написал небольшую статью «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и µ», где показал, что наличие таких веществ не противоречит никаким законам физики, и описал их необычные свойства. Материалы с отрицательным коэффициентом преломления в статье были названы «левыми», а обычные, с положительным, — «правыми» (по ориентации векторов, характеризующих электромагнитную волну). «На самом деле мне не первому пришла в голову эта идея, — говорит профессор Веселаго. — Об этом рассуждал еще академик С.Л. Мандельштам, но исключительно в математическом плане. Рассматривал их и Д.В. Сивухин, но в свой знаменитый учебник он эти соображения не включил».

В журнале «Успехи физических наук» (УФН) статью тоже восприняли как гипотетические рассуждения, но тем не менее опубликовали. «Я представил свой доклад на международной конференции в Москве, — вспоминает Виктор Георгиевич, — и получил приглашение выступить по этой теме на нескольких других конференциях — в Италии, Франции и США. После моих докладов на этих конференциях темой заинтересовались, и я подготовил еще одну статью в сборник. Но высокое начальство ФИАН, узнав об этом, настойчиво порекомендовало мне не заниматься всякой ерундой и не отвлекаться от основной работы в отделе сильных магнитных полей, где мы создавали большую экспериментальную установку «Соленоид». В итоге эта тематика была почти забыта на долгие три десятилетия».

От теории к эксперименту

Статья «Экспериментальное подтверждение отрицательного показателя преломления» Дэвида Смита, Шелдона Шульца и Ричарда Шелби, исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего, вышла в 2001 году в авторитетном журнале Science и произвела в научном сообществе эффект разорвавшейся бомбы. В статье исследователи показали, как, используя проводящие дорожки и незамкнутые катушки-резонаторы для управления электрическими и магнитными свойствами среды, можно сконструировать композиционный материал с отрицательным показателем преломления для длины волны около 3 см. Такие составные материалы, свойства которых определяются не их химическим составом, а структурой, называют метаматериалами. А поскольку экспериментаторы уже во втором абзаце статьи ссылались на ту самую статью 1967 года, это окончательно закрепило приоритет изобретения таких материалов за Виктором Веселаго. Интерес к теме был настолько высок, что эта статья стала самой цитируемой за всю историю журнала УФН, который издается с 1918 года.

А в 2006 году один из авторов первой статьи, Дэвид Смит, к тому времени перешедший в Университет Дюка, вместе со своим коллегой по университету Дэвидом Шуригом и физиком Джоном Пендри из Имперского колледжа в Лондоне, опубликовали в Science статью «Управление электромагнитными полями». В ней они показали кольцевую конструкцию из метаматериала с отрицательным показателем преломления, которая заставляет электромагнитные волны огибать предмет, находящийся в центре. А это не что иное, как шапка-невидимка в самом буквальном смысле этого слова. Правда, пока для сантиметрового диапазона, но ведь это только начало.

Свет, радио, звук, прибой

Технология метаматериалов с отрицательным показателем преломления сейчас очень активно развивается. И не только потому, что это интересная наука, но и потому, что результаты в данной сфере могут привести к интересным решениям в прикладных областях. «Публика ждет шапку-невидимку, военные — идеальный камуфляж и невидимую радаром технику, — говорит Виктор Веселаго. — Но я не думаю, что в ближайшее время стоит ожидать чего-то подобного. Зато уже есть ряд очень интересных разработок в области материалов с отрицательным показателем преломления не для электромагнитных, а для сейсмических волн. Достаточно построить такую структуру вокруг здания, и волны, порожденные землетрясением, будут огибать его. А ученые из Института Френеля в Марселе и Ливерпульского университета уже несколько лет разрабатывают метаматериалы такого типа, способные защитить прибрежные сооружения от разрушительных приливных, штормовых волн и цунами. И конечно, моя мечта — это материалы с отрицательным показателем преломления для оптического диапазона, которые сделают реальностью суперлинзы для оптических приборов со сверхвысоким разрешением».

Invisible — Bilder und stockfotos

26,983Bilder

• Bilder
• Fotos
• Grafiken
• Vektoren
• видео

Durchstöbern Sie 26.

98333333333398

Durchstöbern SI 26.98333333333333333333333333333333339.

. Odersuchen Sie nach скрытый или прозрачный, um noch mehr faszinierende Stock-Bilder zu entdecken.

агент-нодер шпионскийсимвол. инкогнито-вектор-лого-саммлунг. — невидимый сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Agentenoder Spionagesymbol. Инкогнито-Вектор-Лого-Саммлунг.

— camouflage — invisible stock-fotos und bilder

— camouflage

lächelnde frau, die einen unsichtbaren zahnausleger hält — invisible stock-fotos und bilder

Lächelnde Frau, die einen unsichtbaren Zahnausleger hält

surreale moment einer frau versteckt sich hinter ein bild der wolken gleich die landschaft — invisible stock-fotos und bilder

surreale Moment einer Frau verstect sichhinter ein Bild der…

fröhlicher attraktiver lockiger indischer oder arabischer type, der trägt der t-shirt, unsichtbares auto in den handen hält, imaginäres lenkrad, steht auf isoliertem bluehintergrund, lächelt, schaut in die kamera — invisible stock-fotos und bilder indisdischerod

Fröhlicherod arabischer Typ,. ..

unsichtbare mann — invisible stock-fotos und bilder

Unsichtbare Mann

mann ohne gesicht, ein unpersönlicher mann, schaufensterpuppe. анонимные портреты, абстрактные личности. иллюстрация — невидимый стоковые фото и изображения

Mann ohne Gesicht, ein unpersönlicher Mann, Schaufensterpuppe….

от шеф-повара — невидимые фото и изображения und -symbole

Illustration eines schwarz-weißen unsichtbaren Eleganten Mannes,…

elefanten — invisible stock-fotos und bilder

elefanten

form eines elefanten aus dünnen gelben schichten

vier stilvolle business-style unsichtbare personen in modern , die vor blauem hintergrund stehen. концепция режима, стиль — невидимые стоковые фотографии и изображения

Vier stilvolle unsichtbare Personen in modernen Business-Style-Out

cofused Frau mit verschwommenem gesicht — invisible stock-fotos und bilder

cofused Frau mit verschwommenem Gesicht

Porträt einer verwirrten jungen em Frau mit Gesschwommen. Sie bewegt ihren Kopf schnell, so dass ihr Gesicht nicht erkennbar ist. Bewegungsunschärfe.

иллюстрации eines surrealen mannes, der im nebel verschwindet, abstraktes konzept — invisible stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Illustration eines surrealen Mannes, der im Nebel verschwindet,…

invisalign zahnspangen — invisible stock-fotos und bilder

Invisalign Zahnspangen

unsichtbare oder anonym mann auf Laptop — invisible stock-fotos und bilder

Unsichtbare oder an9 Mann0003 Laptop

Banner für invisaligne Kieferorthopädie, modernes Zahnmedizinkonzept. Unkenntliche блондинка Frau mit gesunden weißen Zähnen, die unsichtbare Zahnspangen hält, während sie am Zahnarztstuhl sitzt, Nahaufnahmeporträt, Kopierraum

Transparente Zahnhalterungen auf Blauem Hintergrund — невидимые стоковые фотографии и изображения

Transparente Zahnhalterungen auf blue Hintergrund

schuhe mit schatten, ohne die menschliche — invisible stock-fotos und bilder

Schuhe mit Schatten, ohne die menschliche — invisible

und bilder

Invisible Frau

ein mann geht im dichten nebel einen hügel hinauf. Австрия. — невидимые стоковые фотографии и изображения

Ein Mann geht im dichten Nebel einen Hügel hinauf. Австрия.

Ein Transparente mann auf einer bank sitzend und mit blick auf den See. Hinten sie ansicht von. herbst-thema — invisible stock-fotos und bilder

Ein Transparente Mann auf einer Bank sitzend und mit Blick auf…

Ein durchsichtiger Mann sitzt auf einer Bank und schaut auf den See. Рюкканзихт. Неблигер Морген. Thema Herbst

Nette Frau glücklich über zahnärztliche behandlung — невидимые фото и фотографии

Nette Frau glücklich über zahnärztliche Behandlung

Porträt einer schönen hispanischen Frau, die glücklich aussieht und lächelt, während sie ein paar zahnärztliche Retainer für ihre kieferorthopädische Behandlung hält

asiatische junge привлекательная фрау mit kieferorthopädischen Retainer in der zahnklinik. invisalign kieferorthopädie konzept. — invisible stock-fotos und bilder

Азиатская молодая привлекательная женщина с ортопедом. ..

Dental Aligner, Zahnspange, Lächelnd, China — Ostasien, Korea, Japanische Kultur

geschäftsmann in weißem hemd, weste und kopfloser krawatte auf hellem. kopieren sie den speicherplatz. — невидимые фото и изображения

Geschäftsmann in weißem Hemd, Weste und kopfloser Krawatte auf…

Geschäftsmann in weißem Hemd, Weste und kopfloser Krawatte auf hellem Hintergrund. Leerzeichen kopieren

schönes lächeln und weiße zähne einer jungen frau. — невидимые стоковые фотографии и изображения

Schönes Lächeln und weiße Zähne einer jungen Frau.

невидимый клапан. — невидимые фото и изображения

Nvisible Klammern.

инкогнито-символ. серфинг в частном порядке. векториллюстрация. — невидимый сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Инкогнито-Символ. Surfen Sie приват. Векториллюстрация.

человек-невидимка фото | Поиск в TikTok

TikTok

Загрузить

Для вас

Читать

navkhuttan

Nav | Streetwear and Edits

John Cena #invisible #picsart #picsarttutorial #photoedit

520,5 тыс. лайков, 620 комментариев. Видео TikTok от Nav | Streetwear and Edits (@navkhuttan): «John Cena #invisible #picsart #picsarttutorial #photoedit». РУКОВОДСТВО ПО PICSART | Невидимый человек | 1. Сфотографируйте себя | …. оригинальный звук.

3,8 млн просмотров|

оригинальный звук — Nav | Уличная одежда и правки

распадающийся матовый

Перейти на мой YouTube

Фото-трюк невидимого человека

233,2 тыс. лайков, 455 комментариев. Видео TikTok от Go to my YouTube (@decayingmatt): «Трюк с фотографией человека-невидимки». Дом.

1,9 млн просмотров|

Дом — Эдит Уискерс

googlemapsfun

googlemapsfun

😱😰 #googleearth #googlestreetview #googlemapsfun

15,7 тыс. лайков, 238 комментариев. Видео TikTok от googlemapsfun (@googlemapsfun): «😱😰 #googleearth #googlestreetview #googlemapsfun». Что это?😱🤔 Я нашел человека-невидимку!. Основные титулы.

170,4 тыс. просмотров|

Основные титулы — Чарли Клоузер

navs.navss

Андрес Монтер Нава

Человек невидимый с picsart, ya tienen la base, sean más creativos. #фото #креатив #позыпарафото

72,3 тыс. лайков, 77 комментариев. Видео TikTok от Андреса Монтера Нава (@navs.navss): «Hombre invisible con picsart, ya tienen la base, sean más creativos. #photo #creative #posesparafotos». План А.

532,2 тыс. просмотров|

Plan A — Paulo Londra

insomni_acc

Hanni

I feel robbed #hoteltransylvania4 #hoteltransylvania #invisibleman

55. 1K Likes, 625 Comments. Видео в TikTok от Ханни (@insomni_acc): «Я чувствую себя ограбленным #hoteltransylvania4 #hoteltransylvania #invisibleman». Вы написали петицию
сделать невидимого человека горячим? | это просто соник 2.0 | Я ПРОШУ СВОИ @$$ OFF
ДЛЯ ЭТОГО ПЛАВАЮЩЕГО
ПАРА ОЧКОВ | …. Кофейная музыка.

180,4 тыс. просмотров|

Coffee Music — Cafe Music BGM канал

sonypictures

Sony Pictures

Большое открытие Человека-невидимки от наших друзей по телефону @sonypicturesanimation . 👓 #HotelTransylvania : Transformania в кинотеатрах с 23 июля.

515,4 тыс. лайков, 22,5 тыс. комментариев. Видео TikTok от Sony Pictures (@sonypictures): «Большое открытие «Человека-невидимки» от наших друзей из @sonypicturesanimation. 👓 #HotelTransylvania: Transformania в кинотеатрах с 23 июля». См. Hotel Transylvania Transformania 23 июля.

2,5 млн просмотров|

See Hotel Transylvania Transformania July 23 — Sony Pictures

thegoogleearthguy

TheGoogleEarthGuy

he got some moves tho 😂 #invisible #invisibleman #thegoogleearthguy #fyp #googleearth #funny #страшный

7,6 тыс. лайков, 80 комментариев. Видео TikTok от TheGoogleEarthGuy (@thegoogleearthguy): «У него есть несколько движений, хотя 😂 #invisible #invisibleman #thegoogleearthguy #fyp #googleearth #смешно #страшно». НЕВИДИМЫЙ ЧЕЛОВЕК РЕАЛЬЕН 😂 . Чувак с большой грудью.

115,9 тыс. просмотров|

Big boobie dude — ¿

mapmaker04

mapmaker04

My body is a picture🎨🎨 #invisibleman #invisible #draws #art

TikTok video from mapmaker04 (@mapmaker04): » Мое тело — это картина🎨🎨 #невидимка #невидимка #рисует #искусство».