Сергей Перминов (СО РАН) о невидимости
Алла Аршинова
Опубликовано 19 августа 2010 года
Шапка-невидимка, как показывает реальность — это очень привлекательный сюжет не только для художественной литературы и кинематографа, но и для научных разработок.
Уже давно и всерьёз ведутся разговоры о том, что физические законы не противоречат созданию аппарата, который делал бы предмет невидимым. Одна из наиболее интересных работ по этой теме посвящена созданию трёхмерного плаща-невидимки, работающего в широком инфракрасном диапазоне.
Насколько хорошо изобретенная «невидимка» прячет предметы? Какой смысл в «невидимке», которая не может скрыть саму себя? Возможно ли создание «идеальных» скрывающих устройств? На вопросы отвечает старший научный сотрудник Института физики полупроводников СО РАН, кандидат физико-математических наук Сергей Перминов.
- Сергей Вадимович, очертите, пожалуйста, область Ваших научных интересов.
- Я занимаюсь оптикой металлических частиц наномасштабного размера, порядка 10 нанометров. Главным образом, нас интересуют оптические процессы, имеющие место при объединении таких наночастиц в различные структуры (мы называем их агрегатами), как упорядоченные, так и неупорядоченные. Сейчас оптику наноразмерных объектов часто называют нанофотоникой.
Тема «невидимости» очень близка к нанофотонике. Вообще, оптические свойства наночастиц активно изучаются уже несколько десятилетий, и у нас, и за рубежом, то есть интерес возник намного раньше, чем слово «нано» стало звучать отовсюду, в том числе — и там, где оно неуместно.
Свежий пример: Росстат предложил называть автомобили нанопродуктом, пишет Lenta.ru со ссылкой на «Ведомости». Это уже близко к абсурду. На сегодня можно говорить о том, что наука и техника нанообъектов заметно дискредитированы частым и неуместным использованием приставки «нано-».
- А где лежит граница между «нано» и «не нано»?
- Эта граница, конечно, условная. Считается, что если мы уйдем от 1 мкм на один порядок вниз, то это уже будет, безусловно, наномасштаб. Хотя, например, если речь идет о 700 нм, то и это может быть «нано», хотя кто-то при желании справедливо возразит, что это «просто» 0,7 мк. Между «нано-» и «микро-» три порядка, и разделить их на наномасштаб и микромасштаб можно по-разному. Ну а объекты, с которыми я и мои коллеги имеем дело, это 10 нм, это уж точно «нано».
- Разработки оптических материалов укладываются в «нано»?
- Да, если говорить не просто о материалах, а о так называемых метаматериалах, то они естественным образом попадают в наномасштабы. Метаматериал — это композит, структурные элементы его, в случае оптики, имеют размеры 50-500 нм, пусть даже 800 нм — все это вполне наномасштаб. А со временем, когда в этой области будут продвижения ещё в несколько раз, сомнений вообще не останется. В принципе, вполне понятно, почему так много спекуляций, связанных с нанотехнологиями. Приоритеты финансирования обусловили обилие желающих причислить себя к категории работающих в области нанотехнологий. Этот процесс идет во всем мире, и явление это отнюдь не чисто российское. С этим нужно мириться и удерживать в рамках, чтобы не было хотя бы наноавтомобилей.
- Что входит в понятие невидимости с точки зрения физики?
- Вряд ли тут есть специальное определение. Думаю, что с точки зрения физики понимание невидимости довольно близко к бытовому. Можно попробовать строго объяснить невидимость как полное отсутствие взаимодействия с излучением. Если какая-то материя не поглощает и не рассеивает свет (или другое электромагнитное излучение: рентген, СВЧ), то с помощью света вы и не сможете обнаружить объект.
Вот это, наверное, было бы наиболее строгим определением невидимости. Скажем, мягкие ткани очень слабо поглощают рентген, поэтому на рентгеновских снимках они почти не видны, в отличие от костей, которые сильно его поглощают, а значит, их хорошо видно. И если говорить на бытовом уровне, который восходит к сказочной шапке-невидимке, то это должно быть такое явление, когда вы действительно не можете увидеть ни скрываемый объект, ни саму шапку-невидимку, что очень важно. Это и есть ключевой вопрос в нашем разговоре: видно или нет саму шапку-невидимку?