Как сделать из потока света плащ-невидимку

Представьте – человек надел такой плащ, исчез и тут же появился в другом месте. Что он делал во время между исчезновением и появлением, никто, кроме его самого, не знает – его для нас просто не было в те моменты, да и самого того времени не было. А ведь можно представить себе и вообще ужасную ситуацию, когда плащ попадет в руки мерзкого уголовника – тот сможет войти банк, очистить сейф и уйти, а камеры наблюдения будут видеть только пустую комнату с надежно закрытым сейфом.

Оказывается, что провернуть такой фокус возможно – по крайней мере, в теории. Как известно, "пространственные" плащи-невидимки (еще сегодня очень несовершенные) изготавливают из так называемых метаматериалов, которые отклоняют свет и заставляют его огибать скрытый под ними объект. Автор идеи "пространственно-временного" плаща Мартин Макколл (Martin McCall), физик из лондонского Имперского колледжа, считает, что метаматериал с переменным показателем преломления (то есть способный изменять скорость света, проходящего по нему) может упрятывать события и во времени. Такую возможность дают необычные свойства оптического волокна из кварцевого стекла - их показатель преломления изменяется с изменением яркости проходящего по ним света. Поэтому, если лазер посылает дополнительный импульс света, он движется по волокну медленнее. Постепенно более яркая часть света отстает от более темной, которая двигается по волокну быстрее. Потом более яркий лазерный импульс можно отфильтровать, а в потоке света остается разрыв. Сигнал, который необходимо скрыть, можно поместить в этот разрыв и отправить по волокну со всем остальным светом, а после того как он будет принят — изъять. Чтобы закрыть разрыв, яркий лазерный импульс можно поместить перед ним, замедляя поток, пока не подтянется свет, идующий за разрывом. Наконец, второй яркий импульс света можно снова отфильтровать. Наблюдатель при этом ничего не заметит, кроме небольшой задержки света.

Иллюстрация показывает манипуляции с разрывом в потоке света

Чтобы сделать все эти маневры совершенно незаметными, потребуются более сложные манипуляции - ускорение некоторых частей светового потока, и замедление других, что без применения метаматериалов невозможно.

Вздохнем с облегчением – это только теория. Изготовить на практике такой плащ для грабителя невозможно. По расчетам Макколла и его коллег, чтобы скрыть своего владельца хотя бы на пару минут, такой плащ должен быть больше Земли. К тому же он заработает только тогда, когда мы научимся преодолевать скорость света.

Можно, однако, делать подобные укрытия для событий в наномасштабе. По расчетам ученых на 9 км оптоволокна можно создать разрыв на целых 5 наносекунд. Такие "наноплащики" можно будет использовать в электронике будущего, в частности, в квантовых компьютерах.