Подлодки – невидимки: метаматериалы скроют объекты от гидролокаторов

Исследователи из университета Дьюка представили новую разработку в области так называемых «метаматериалов», чьи замечательные свойства обусловлены особой структурой. Новинка позволит делать объекты, такие, как подводные лодки, невидимыми для сонаров.

Хотя «шапка-невидимка» пока лишь смоделирована математически, разработчики уверяют, что реальные изделия, изготовленные по их чертежам, действительно, позволят скрыть объекты от гидролокаторов. Принцип работы покрытия из нового материала построен на перенаправлении звуковых волн, воздействующих на корпус лодки таким образом, чтобы они оказывались с противоположной стороны без искажений.

По мнению участников исследования, смоделированный подход применим к акустическим волнам, распространяющимся не только в водной среде. В частности, разработку можно применить для улучшения акустических показателей помещений и даже для постройки зданий, защищенных от землетрясений — колебания земной коры будут просто обходить такие постройки, не причиняя им вреда.

Это не первое сообщение о разработках в этой области, которые проводит университет. В 2006 году был показан прототип устройства из метаматериала, способного делать объекты невидимыми для микроволнового излучения, напоминает источник.

Немного истории

Метаматериал - композит, имеющий свойства, не встречающиеся в природе, в частности имеющий отрицательную диэлектрическую и магнитную проницаемости.

Одно из возможных свойств метаматериалов — отрицательный (или левосторонний) коэффициент преломления, который проявляется при одновременной отрицательности диэлектрической и магнитной проницаемости.

Благодаря тому, что метаматериалы обладают отрицательным коэффициентом преломления, они идеальны для маскировки объектов, так как их невозможно обнаружить средствами радиоразведки в определенном диапазоне частот.

В 1968 г. советский физик Виктор Веселаго предсказал существование материала с отрицательным коэффициентом преломления, который он назвал «левосторонним» в статье], опубликованной в «Успехах физических наук». Он пришел к заключению, что с таким материалом почти все известные оптические явления распространения волн существенно изменяются, хотя в то время материалы с отрицательным коэффициентом преломления ещё не были известны.

Веселаго предсказал, что определенные оптические явления будут совершенно другими в материалах с отрицательным коэффициентом преломления. Возможно, самым поразительным из них является рефракция — отклонение электромагнитной волны при прохождении границы раздела двух сред. В нормальных условиях волна появляется на противоположной стороне линии, проходящей перпендикулярно этой границе (нормаль к поверхности). Однако, если один материал имеет положительный коэффициент преломления, а другой — отрицательный, волна будет появляться на той же стороне нормали к поверхности, что и приходящая волна. Так же особым свойством метаматериалов является сильная дисперсия.

По материалам ixbt