Линза из метаматериала: точность фокусировки выросла в разы

Когда выясняется, что природные материалы непригодны для задач, стоящих перед наукой, приходит время начать лабораторные исследования и создать материал с нужными свойствами искусственно. В таких случаях речь обычно идет о метаматериалах – необычных и зачастую обладающих действительно исключительными свойствами веществах с искусственно созданной периодической молекулярной структурой. Новейшее достижение в этой области – "линза" из метаматериала, созданная в Массачусетском технологическом институте (MIT) и способная изгибать и фокусировать радиоволны точнее, чем отражатели из любых природных материалов. Это изобретение может использоваться в частности для создания сверхточных изображений – как космического, так и микроскопического масштаба.

Сформированная из метаматериала вогнутая линза была создана при помощи технологии трехмерной печати. Обычные вогнутые мембраны распространяют волны широковещательно; простейший пример – звуковая колонка, наполняющая звуком всю комнату. Но при использовании нового метаматериала лучи с краев линзы фокусируются в одну точку. Исследователь Исаак Эренберг сравнивает этот эффект с фокусировочным лазером "Звезды смерти" из фильма "Звездные войны".

Линза составлена из четырех тысяч "ячеек", крошечных контуров, каждый из которых слегка искривляет радиоволны. Совместив такие ячейки в достаточном количестве и ориентировав их под точно выверенными углами, ученые и получили сфокусированную волну.

Тестирование процесса фокусировки выявило отсутствие ощутимого замедления волны метаматериалом. Эта эффективность в сочетании с высокой точностью фокусировки и небольшой массой линзы (менее чем полкилограмма) делает технологию практически идеальной для процессов воспроизводства изображений.