Шапка-невидимка

Виктор ВЕСЕЛАГО

Российский ученый сформулировал принципы создания новых материалов, которые активно изучают во всем мире

Это может показаться невероятным: подобие шапки-невидимки уже создано. Российский физик Виктор ВЕСЕЛАГО еще 45 лет назад научно доказал возможность существования так называемых метаматериалов, которые в особых условиях могут делать невидимой определенную область пространства, а ушлые американцы подтвердили это экспериментально. Сейчас приоритет профессора Веселаго в этой области полностью признан мировым научным сообществом. Один из метаматериалов уже назван «материалом Веселаго».

- Должен вас огорчить: мои изыскания пока не предполагают, что шапка-невидимка завтра будет продаваться во всех универмагах, - с ходу предупреждает меня Виктор Веселаго при встрече в Институте общей физики РАН. 83-летний физик еще в 1967 году написал статью в научный журнал, где допустил возможность необычного распространения света, обтекающего предмет и делающего его невидимым. Когда же он попытался опубликовать эту работу в расширенном варианте, ее запретили. Сочли, что этого не может быть. Долгое время тема не разрабатывалась, пока в 2000 году американцы не изготовили материал, который обладает всеми свойствами, которые описал Виктор Георгиевич.

- Кстати, какое у вас образование? Что вы знаете о законе преломления Снеллиуса? - озадачивает меня ученый. - Вот смотрите, сейчас нарисую.

Профессор выводит схему, где световой луч под определенным углом проходит сквозь воздух, а затем, попадая в воду, меняет свою траекторию в соответствии с так называемым коэффициентом преломления, который в данном случае является положительным числом.

- Закон Снеллиуса как раз описывает преломление света на границе двух прозрачных сред, - объясняет Виктор Георгиевич. - Он теоретически доказал существование материалов с отрицательным коэффициентом преломления - так называемых метаматериалов, где световые волны движутся по своим законам: в частности, они могут огибать предмет, делая часть пространства невидимой.

В будущем нанотехнологии сделают фантастического человека-невидимку реальным персонажем

Мечта Гарри Поттера

Показать, как это происходит в экспериментальных условиях, удалось лишь в 2000 году и не у нас, а в США. Исследователи из Калифорнийского университета в городе Сан-Диего Дэвид Смит и Дэвид Шуриг практически доказали, что невидимость - не миф. Опираясь на разработки профессора Веселаго, они создали первый в мире метаматериал, но пока не в оптическом, а в микроволновом диапазоне. Пока это не плащ и не шапка-невидимка - он представляет собой набор колец, образующих сложный рисунок, который невидим в микроволнах. Принцип работы ученые объясняют на примере ручья, обтекающего камень. Подобно воде, микроволны в этом эксперименте обходят вокруг предмета, не изменив своей формы. По словам Дэвида Шурига, если смотреть на «плащ» - в данном случае метаматериал, можно увидеть только то, что находится за кольцом. Все, что внутри кольца, становится невидимым.

Пока изобретение доступно только в микроволнах. На то, чтобы этот предмет стал настоящей невидимкой, уйдет не меньше десяти лет, считают ученые.

- Дело в том, что длина микроволн, в которых его испытывают, - три с половиной сантиметра. А длина световых волн, которые мы видим, меньше одной стотысячной сантиметра. Поэтому все элементы, из которых построен метаматериал, тоже надо сильно уменьшить. Возможно, придут на помощь нанотехнологии, - объясняет Виктор Георгиевич.

Новейшей технологией заинтересовались американские военные. Они готовы принять на вооружение самолеты и танки, которые будут полностью невидимы для радаров.

- Чтобы скрыть от глаз противника крупную боевую технику, ее нужно покрыть слоем вещества, которое будет отклонять или поглощать световой луч, - утверждает Виктор Георгиевич. - Проблема невидимости решается в комбинации с другими методами. Если вы присмотритесь к современным боевым кораблям, то поймете, что они все не такие, какими были 20 лет назад. Из крейсера «Аврора» все торчит. А современные корабли «зализанные»: прикрыты особыми щитами, от которых луч радиолокаторов отражается и уходит в сторону, делая корабль менее заметным.

- Почему же американцы ведут разработки в области невидимости, а мы нет?

- Мы ведем разработки, но в недостаточном объеме. Наука требует денег. Почему нет денег на науку, а на футболистов есть, я сейчас не берусь рассуждать. Еще одна причина, почему с наукой такие трудности: даже если у вас есть деньги, вы не можете их толком истратить. Масса ограничений, надо писать заявки. Мне проще работать даром как теоретику, чем вести экспериментальную работу. Но такое положение дел плохо кончится. На Западе могут придумать что-то такое, что мы не только не сможем повторить, но даже понять, что, собственно, придумано. За рубежом очень интенсивно работают над созданием и изучением метаматериалов. Проблема трудная, она тянет за собой необходимость переоценки некоторых основ физики - в том числе теории относительности. Кстати, именно поэтому в свое время мне запретили публиковать большую статью. Меня спрашивают: вот вы занимаетесь отрицательным преломлением, а что оно даст, скажем, для сельского хозяйства или для повышения обороноспособности нашей страны? Я говорю: сегодня - ничего. Это фундаментальная наука, но именно из нее вырастают практические разработки.

- Кстати, а знаете, у кого наши исследования вызывают самое большое любопытство? - вдруг улыбается Веселаго. - У школьников. Они начитались историй про Гарри Поттера и теперь грезят о мантии, делающей человека невидимым. Когда-нибудь это станет возможно.

СПРАВКА

* Виктор ВЕСЕЛАГО - доктор физико-математических наук, завлабораторией Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, профессор МФТИ института, лауреат Государственной премии, заслуженный деятель науки РФ.

---

Поймай меня, если сможешь

В обычной жизни стать невидимкой не так уж сложно. Художники - китаец Лиу Болин и Дезире Палмен из Нидерландов придумали, как «слить» человека с окружающей средой. Работы Лиу Болина выполнены в технике «творческого камуфляжа». На фотографиях изображены люди, раскрашенные под фон какого-либо предмета или другого человека, благодаря чему они становятся невидимы глазу. Дезире Палмен работает по схожему принципу и охотно делится секретами мастерства: «Главное в работе - внимание к деталям.

Люди-хамелеоны в исполнении художницы из Нидерландов Дезире ПАЛМЕН

Первым делом я фотографирую место, где будет происходить действие, затем в студии переношу детали на хлопчатобумажный костюм. Работаю акриловыми красками. Должно быть достигнуто полное соответствие цвета, текстуры, света и оттенка. Я сама создаю хлопчатобумажные костюмы и раскрашиваю их вручную, добиваясь эффекта слияния с окружением. На то, чтобы нарисовать костюм, уходят часы».

Реакция на работы художников - от восторга до шока. Когда от бездушного пространства вдруг отделяется его часть и оказывается, что она еще и живая, это действительно впечатляет.

Живые картины в стиле «городской камуфляж» китайского мастера Лиу БОЛИНА

Шавка-невидимка

Животные и растения давно научились становится невидимыми, прибегая к искусству мимикрии. Биологи различают мимикрию пассивную и агрессивную. К пассивным относят бабочку-белянку, похожую на ядовитую бабочку-геликониду, муху-журчалку, похожую на осу, неядовитого американского ужа, похожего на ядовитого кораллового аспида. При агрессивной мимикрии животное может запросто «прикинуться» хищником - к примеру, летящая кукушка с ястребиной окраской спугивает с гнезда мелких птиц и откладывает в него свое яйцо. При желании закосить под хамелеона могут даже собаки: пегого спаниэля в золотистой листве или долматинца на пятнистой подстилке сразу и не увидишь.

Спаниель, прилёгший отдохнуть на осенней листве, абсолютно слился с природой