|
Создали камеру, способную увидеть плащ-невидимку
|
|
|
|
Физики из Гарвардского университета создали первую оптическую камеру, при помощи которой можно будет сфотографировать плащ-невидимку и другие системы камуфляжа благодаря ее способности "видеть" поляризованное излучение. Ее описание было представлено в журнале Science. "Поляризация света меняется в тот момент, когда он отражается от какой-либо поверхности. Это свойство позволяет нам реконструировать трехмерную структуру объектов, их глубину и отличать естественные и рукотворные предметы, даже если они имеют одинаковую окраску и форму", — рассказывает Пол Шевалье (Paul Chevalier) из Гарвардского университета (США).
|
|
|
|
В последние годы физики создали множество устройств, позволяющих делать объекты невидимыми в том или ином диапазоне излучения. Как правило, функциональность таких плащей-невидимок крайне ограничена — некоторые из них умеют прятать только двухмерные предметы, другие работают лишь при ограниченном угле обзора или строго заданной температуре.
|
|
|
Как правило, все подобные гаджеты состоят из так называемых метаматериалов – искусственных конструкций из множества наночастиц и других кусочков материи. Они особым образом взаимодействуют со светом, поглощая и повторно излучая его или же заставляя его волны огибать предмет так, что они не будут "замечать" его присутствия.
|
|
|
|
Опыты последних десяти лет показывают, что метаматериалы можно настроить таким образом, что они начнут взаимодействовать не только со светом и его ближайшими "кузенами" – тепловым, рентгеновским или ультрафиолетовым излучением, но и даже с магнитными полями, и даже порождать любопытные квантовые эффекты, которые физики называют "кристаллами времени". Шевалье и его коллеги приспособили одну из форм метаматериалов, так называемую метаповерхность, для создания особых линз и оптических систем, позволяющих обычной оптической камере "видеть" поляризованное излучение.
|
|
|
|
Обычные, неполяризованные электромагнитные волны, к примеру, прямой солнечный свет, устроены так, что их электрическое и магнитное поле, образно выражаясь, направлены по отношению друг к другу случайным образом. Если это излучение пропустить через определенные кристаллы, щель или магнитное поле, они будут "закручены" особым образом и приобретут линейную или круговую поляризацию.
|
|
|
|
Поляризованное излучение взаимодействует с материей не так, как это делает обычный свет, что позволяет использовать его или для раскрытия "невидимок", или решения массы практических и научных задач, в том числе в работе радиоприемников, ЖК-дисплеев, получения фотографий различных тканей, поиска полезных ископаемых и других вещей.
|
|
|
|
Проблема, как отмечает Шевалье, заключалась в том, что работа с поляризованным светом требовала использования сложных оптических систем, состоящих из множества движущихся частей. Это не позволяло встроить камеры или фотосенсоры, способные видеть "закрученный" свет, в смартфоны, микрочипы и устройства для передачи данных.
|
|
|
|
Гарвардские физики решили эту задачу при помощи своеобразного "коврика" из бесчисленного множества цилиндрических частиц из двуокиси титана, повернутых в разные стороны и уложенных в особый узор. Благодаря этому, подобная структура может "сортировать" поляризованный свет и разделять его на компоненты, направляя их в разные стороны и не совершая при этом никаких движений.
|
|
|
|
Используя эту конструкцию, ученые создали компактную камеру, способную уместиться в смартфон или небольшую коробочку длиной в два сантиметра. Используя этот гаджет, ученые сделали несколько трехмерных селфи, нашли дефекты в пластиковых формах для литья, а также получили фотографии того, как свет поляризуется, взаимодействуя с антибликовым покрытием на лобовом стекле машины. Как подчеркивает Шевалье, подобными свойствами можно наделить любую уже существующую камеру, если вставить в нее пленку из созданного ими метаматериала. Это ускорит проникновение подобных технологий в повседневную жизнь, заключают исследователи.
|
|
|
|
Источник
|
