Команда исследователей разработала трехмерный антилазер, который способен практически полностью поглощать один конкретный тип произвольных волн.
Лазер является идеальным источником света, генерирующим волны четко определенного цвета. Однако также возможно создать противоположное устройство, которое отлично поглощает конкретные волны и почти полностью рассеивает их энергию. Ученые из Венского технического университета совместно с коллегами из Ниццы разработали метод для использования этого эффекта в очень сложных системах, в которых световые волны случайным образом распространяются в произвольных направлениях.
С помощью математических расчетов и компьютерного моделирования физики доказали, что можно создать идеальный поглотитель, который в зависимости от внутренней структуры будет взаимодействовать с определенным излучением, не позволяя ему «ускользать». До сих пор такие антилазеры были реализованы только в одномерных структурах, на которые волны направлялось с противоположных сторон. Однако австрийцы продемонстрировали, что подобными свойствами могут обладать многомерные сложные структуры.
Лабораторный произвольный антилазер состоит из микроволновой камеры с центральной поглощающей антенной, окруженной тефлоновыми цилиндрами, расположенными случайным образом. Эти цилиндры отражают и отклоняют волны подобно камням в луже с собой, формируя сложную картину. Направляя излучение и измеряя рассеивание, они охарактеризовать внутреннюю структуру каждого объекта. Далее можно рассчитать волну, которая «впитывается» центральной антенной и ее силу. Разработанная методика позволяет добиться поглощения 99,8% поступающего на объект сигнала.
Эффект обусловлен тем, что падающая волна расщепляется на множество частей, которые мешают друг другу и в результате не могут выйти.
Технология находится на ранней стадии развития, но потенциально может быть применена во всех технических дисциплинах, связанных с волновыми явлениями. Например в мобильной связи или медицине.
Ранее мы сообщали о том, что физики открыли экзотические спиральные электроны.
текст: Илья Бауэр, фото: TU Wien