Läbimurre nähtamatuse suunas

Metamaterjalid võimaldavad esemeid nähtamatuks muuta. Pildl skeem ja mikroskoobipilt California ülikoolis loodud metamaterjali struktuurist. Foto: Reuters / Scanpix

Metamaterjalid panevad valguse näiliselt füüsikaseaduseid eirama: nad painutavad valguskiiri ümber esemete muutes need nähtamatuks. Nüüd on teadlased välja töötanud programmi, mis teeb hõlpsamaks sarnaste materjalide loomise.

Tarkvara töötasid välja 2006. aastal esimese nähtamatusseadme ehitanud Duke’i ülikooli teadlane David R. Smith ja Hiina Nanjingi ülikooli teadlane Tai Jun Chi. Uue programmi abil valmis ka uus nähtamatusseade, mis töötab enneolematult laias mikrolainepikkuste vahemikus, vahendas Tartu Ülikooli tehnoloogiaportaal Novaator Technology Review`d.

Varem ehitatud nähtamatusseadmed on töötanud vaid väga kitsas lainepikkuste vahemikus. Praktikas pole aga kasu nähtamatuks tegevast mantlist, mis töötaks vaid üht värvi valguses.

Uus seade töötab lainepikkuste vahemikus 1-18 gigahertsi – see vahemik on sama lai kui nähtava valguse spektriosa. Siiani pole keegi suutnud valmistada seadet, mis töötaks nähtava valguse käes. Lisaks on uus seade väge väikeste kadudega, painutades kõrvale peaaegu kõik temani jõudvad valguskiired.

«Uus mantel on vastuseks skeptikutele, kes ennustasid, et nähtamatusseadmed saavadki töötada vaid väikeses lainepikkuste vahemikus ja suurte kadudega,» ütles Londoni Imperial College’i teadlane John Pendry, kelle teoorial põhinesid esimesed nähtamatusseadmed. Koos oma kolleegi Jensen Liga pakkusid nad eelmisel aastal välja teoreetilise võimaluse laias lainepikkuste vahemikus töötava seadme jaoks, kuid kumbki ei uskunud, et teooria nii kiiresti tõelisuseks võiks saada.

Seade ise on neljakandiline struktuur mõõtmetega 50 korda 10 sentimeetrit ning läbimõõduga üks sentimeeter. See koosneb paljudest väikestest I-kujulistest vaskosakestest, mille omavaheline paigutus ning struktuur tagavad nähtamatuse.

Kõige aeganõudvam töö ongi selle paigutuse välja töötamine, mis nõuab keerulisi arvutusi. Uus tarkvara võimaldab selliseid arvutusi sooritada enneolematult kiiresti, mis peaks tulevikus metamaterjalide arengut oluliselt kiirendama.