Лазерный мир

В 2017 году Вилли Падилья, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете Дьюка, создал первый материал, способный поглощать почти 100 процентов энергии электромагнитной волны и не содержащий даже одного атома металла. Устройство представляло собой метаматериал – синтетический материал, включающий в себя множество отдельных инженерных особенностей, которые вместе создают свойства, не имеющиеся в природе.

Этот конкретный метаматериал представлял собой циркониевую керамику, изготовленную в виде поверхности, покрытой ямочками с цилиндрами, подобными передней части кирпичика Lego. После компьютерного моделирования свойств устройства путем изменения размеров и расстояний между цилиндрами, исследователи выяснили, что на самом деле они создали более фундаментальный тип CPA.

«Раньше мы изучали эту систему в качестве идеального поглотителя, но теперь нам удалось выяснить, что это устройство можно также настроить как CPA», – сообщил Падилья. «Это исследование показало, что эти, на первый взгляд, разные области на самом деле являются одним и тем же».

Все CPA, описанные в литературе, имеют только один режим. Они работают, когда входящие электромагнитные волны либо идеально выровнены, либо совершенно не синхронизированы. Падилья и Кебин Фан, доцент в лаборатории Падильи, обнаружили, что их идеальный поглотитель на самом деле представляет собой CPA с двумя перекрывающимися режимами: он может поглощать как выровненные, так и не выровненные волны.

Изменяя параметры материала так, чтобы два режима больше не перекрывались, Падилья и Фан смогли показать, что его можно сделать таким же, как в литературе, но имеющим намного большую универсальность.

«Типичные СРА имеют только одну переменную – толщину материала», – заявил Фан. «У нас их сразу три: радиус цилиндров, а также их высота и периодичность. Это дает нам гораздо больше возможностей для настройки данных режимов».

В статье исследователи показывают, что их устройство может переключаться между поглощением всех фаз электромагнитных волн или только тех, которые синхронны друг другу, путем увеличения высоты цилиндров с 1,1 до 1,4 миллиметра. Учитывая легкость перехода, они считают, что можно создать материал, который сможет динамически переключаться между режимами.

«Мы еще этого не сделали», – добавил Падилья. «Это сложно, однако именно этим мы займемся в ближайшем будущем».

Источник: https://discover24.ru/2019/02/issledovateli-nazvali-antilazer-idealnym-poglotitelem