Учените демонстрираха успешно този принцип с помощта на устройство, направено от десет пръстена от фибростъкло, покрити с медни елементи. Един меден пръстен, намиращ се вътре в устройството, беше направен почти невидим за микровълновото излъчване, тъй като хвърляше съвсем малка сянка.
В същността на метаматериалите се крие тяхната способност да манипулират нещо, наречено „индекс на рефракция“. Рефракцията е пречупването на светлината, докато тя преминава през прозрачни междинни среди. Ако поставите ръката си във вода или погледнете през лещата на вашите очила, ще забележите, че водата и стъклото изкривяват и пречупват пътя на обикновената светлина.
Причината, поради която светлината се пречупва в стъкло или вода, е, че светлината забавя ход, когато влиза в плътна, прозрачна междинна среда. Скоростта на светлината в чист вакуум винаги остава една и съща, но светлината, движеща се през стъкло или вода, трябва да премине през трилиони атоми и вследствие на това забавя своя ход. (Скоростта на светлината, разделена на по-ниската скорост на светлината вътре в междинната среда, се нарича индекс на рефракция. Тъй като светлината забавя ход в стъкло, индексът на рефракция винаги е по-голям от 1,0.). Например индексът на рефракция е 1,00 за вакуум, 1,0005 за въздуха, 1,5 за стъклото и 2,4 за диаманта. Обикновено колкото по-плътна е междинната среда, толкова по-голяма е степента на пречупване и съответно по-висок индексът на рефракция.
Известен пример за индекса на рефракция е един мираж. Ако карате кола в горещ ден и гледате право напред към хоризонта, пътят като че ли трепти, създавайки илюзията за проблясващо езеро. В пустинята човек понякога може да види на хоризонта очертанията на далечни градове и планини. Това се дължи на обстоятелството, че горещият въздух, който се издига от паважа или пустинята, притежава по-ниска плътност от обикновения въздух и вследствие на това има по-нисък индекс на рефракция от околния по-студен въздух и затова светлина от далечни обекти може да бъде отразена от паважа във вашето око, създавайки илюзията, че виждате далечни обекти.
Обикновено индексът на рефракция е постоянна величина. Един тънък лъч светлина се пречупва, когато влиза в стъкло, и след това продължава да напредва в права линия. Но допуснете за миг, че бихте могли да контролирате индекса на рефракция по ваше желание, така че той да може да се променя постоянно във всяка точка в стъклото. Докато светлината се движи в този нов материал, тя би могла да се пречупи и да се извива в нови посоки, създавайки път, който би блуждаел из веществото като змия.
Ако човек би могъл да контролира индекса на рефракция вътре в метаматериала, така че светлината да минава покрай един обект, обектът би станал невидим. За да постигне това, този метаматериал трябва да има отрицателен индекс на рефракция, което е невъзможно според всички учебници по оптика. (Съществуването на метаматериалите е било предположено теоретично за първи път в един доклад на съветския физик Виктор Веселаго през 1967 г. и е било показано, че те ще притежават необикновени оптични свойства като отрицателния индекс на рефракция и действащия в обратна посока ефект на Доплер. Метаматериалите са толкова странни и абсурдни, че някога учените са смятали, че е невъзможно те да бъдат създадени. Но през последните няколко години метаматериали бяха изработени наистина в лабораторни условия, което принуди физиците да пренапишат неохотно всички учебници по оптика.)
Изследователите в областта на метаматериалите постоянно са тормозени от журналисти, които биха искали да узнаят кога мантиите невидимки ще се появят на пазара. Отговорът гласи: няма да е скоро.
Дейвид Смит от университета „Дюк“ казва: „Журналистите звънят и просто искат да им кажете някакво число. След колко месеца, след колко години. Те толкова настояват, че накрая казвате, ами добре, може би след петнадесет години. Тогава попадате в заглавията на вестниците, нали? «Петнадесет години до мантията на Хари Потър».“ Ето защо сега той не е склонен да посочи някаква точна дата.5 Може би почитателите на „Хари Потър“ или на „Стар Трек“ трябва да почакат. Въпреки че една истинска мантия невидимка е възможна според законите на физиката, както ще се съгласят повечето физици, остават за преодоляване огромни технически пречки, преди тази технология да може да получи разширена употреба при видима светлина, а не само при микровълново излъчване.