Фізики створили мікроскопічні плащі-невидимки

Дослідники з Німеччини та Швейцарії розробили тривимірний плащ-невидимку для приховування мікроскопічних часток. Вчені, роботі яких присвячена стаття в журналі Scientific Reports, стверджують, що їх розробка може знайти ряд практичних застосувань.

В основі нового плаща-невидимки лежать срібні наночастинки. Дослідники використовували кульки діаметром шість нанометрів. Розташувавши їх навколо кремнієвих часток більшого розміру (аж до ста нанометрів) фахівцям вдалося добитися того, що такі частинки перестали спотворювати прохідне через них світло.

У статті вчених підкреслюється, що самі по собі незамасковані кремнієві кульки теж були занадто малі для того, щоб за допомогою оптичного мікроскопа можна було отримати їх зображення. Однак такі частинки розсіюють прохідне через них світло в тому випадку, якщо не закриті "плащем-невидимкою". Додавання шару наночастинок блокує розсіювання світла і тим самим може перешкоджати виявленню кремнієвих кульок: з практичної точки зору це, як стверджують автори відкриття, далеко не найважливіша властивість.

Приховування від сторонніх очей наночастинок має менше значення, ніж створення більш ефективних нанооптичних систем, які в меншій мірі розсіюють падаюче на них світло. Дослідники вважають, що їх розробка може знайти застосування в створенні оптичних датчиків і навіть сонячних батарей, для яких втрати енергії на розсіювання зведені до мінімуму. Масштабування результатів роботи до рівня макроскопічних об'єктів при цьому стає важкуватим: від ідеї пристроїв, що приховують цілком людей або техніку більшість фізиків відмовилося, визнавши це принципово неможливим.

Срібло було обрано в якості матеріалу для наночастинок через те, що саме взаємодія срібних наночастинок з електромагнітним випромінюванням вивчено на сьогодні досить добре. Падаюча на наночастинки електромагнітна хвиля викликає коливання електронів на поверхні срібних кульок. Ці коливання, звані у фізиці плазмонами накладаються на зовнішнє поле і за рахунок правильно підібраної конфігурації системи частинок можна домогтися посилення або ослаблення світлових хвиль у заданому напрямку.