Русский плащ-невидимку "зшили" в США

Американці скористалися "казкової" ідеєю радянського вченого

Довідка МК Довідка "МК"

Історії, що передували появі справжнього плаща-невидимки

Герберт Уеллс. "Людина невидимка". У цьому романі описується доля англійського вченого-фізика Гріффіна, який винайшов машину, що робить людину невидимою (і одночасно з цим препарат, знебарвлюючий кров). Правда, для повної невидимості людина повинна була бути альбіносом. Придбане властивість наштовхнуло Гріффіна на згубну думку оволодіння усім світом, що його в підсумку і згубило.

Джек Лондон. "Тінь і Спалах". У цій повісті змагаються два блискучих інженера - брюнет Ллойд Інвуд і блондин Поль Тічлорн. Перший придумав спосіб стати невидимим за допомогою нанесення на поверхню тіла фарби, що поглинає весь світ. Другий придумав інший спосіб - стати дзеркальним, щоб весь світ від нього відбивався. У підсумку обидва стали невидимими, але у обох були похибки: Ллойд відкидав тінь, а Поль - бліковал. Кінець був жахливий - "Тінь" і "Спалах", так і не зумівши примиритися, повбивали один одного в жорстокій сутичці.

Аркадій і Борис Стругацькі. "Понеділок починається в суботу". Стругацькі створили гумористичний образ якогось бакалавра чорної магії Магнуса Федоровича Редькіна. Бакалавра він отримав 300 років тому за винахід ПОРТКОВ-невидимок, проте довго не міг їх налагодити. "На останньому засіданні семінару з чорної магії, коли він робив чергову доповідь" Про деякі нові властивості брюк-невидимок Редькіна ", його знову спіткала невдача. Під час демонстрації модернізованої моделі щось там заїло в гудзиково-подтяжечном механізмі, і штани, замість того щоб зробити невидимим винахідника, раптом з дзвінким клацанням стали невидимі самі. Дуже незручно вийшло ". Втім, на відміну від героїв Уеллса і Лондона Редькін був досить миролюбним людиною, що знає рецепт вічного щастя.

Плащ-невидимка російського походження

Який винахід не візьми - скрізь простежується російський слід, тільки лаври дістаються потім кому завгодно, тільки не авторам-теоретикам з Росії-матінки. Так, схоже, вийшли і з плащем-невидимкою. Ні, звичайно ж, наш доктор фізико-математичних наук з Московського фізико-технічного інституту (МФТІ) Віктор Веселаго, який розробив в середині 60-х років теорію "про середовищах з негативним коефіцієнтом заломлення", і не мислив просувати свою ідею під скандальним назвою " плащ неведимка". Наші вчені взагалі цураються усілякого популізму. Зате плодами їхньої творчості через десятки років з успіхом користуються їх іноземні послідовники.

Отже, в 2006 році сталася важлива подія: британський фізик Джон Пендрі слідом за радянським вченим теоретично показав, що якщо використовувати невідомий в природі матеріал з негативним показником заломлення, можна створити суперлінзу. Крім того, такий матеріал дозволяє створити оболонку - "плащ Пендри", яку світло огинає, і спостерігач не бачить не тільки сам "плащ", але і те, що знаходиться всередині. При цьому всі предмети, розташовані за невидимим матеріалом, проглядаються так, як ніби між ними і спостерігачем нічого немає.

Незважаючи на те що тоді, в 2006-м, у сера Пендри не було ніяких практичних напрацювань, Агентство передових досліджень при міністерстві оборони США (DARPA) відразу виділило на наукову роботу в цьому напрямку солідний грант. З тих пір група Пендри працює як заведена, пообіцявши в найближчому майбутньому зробити невидимим ... танк.

Межі видимості вже не існує

Невже це настільки реально? Просто фантастика якась, особливо на тлі наших, російських армійських буднів: то черевик солдатам не вистачає, то ракети не запускаються. З небес на землю нас спустив керівник відділення оптики Фізичного інституту РАН ім. П. Н. Лебедєва Анатолій МАСАЛОВ.

- Не слід думати, ніби Пендри спочатку ставив собі завдання винайти "плащ-невидимку", - сказав він. - Усім серйозним ученим, яким, безумовно, є і Пендри, зрозуміло, що це просто популістський хід, спосіб заробляння грошей на розвиток науки.

Так-то воно так, але на голому місці ця тема виникнути не могла. За словами вченого, розмова про "плащі Пендри" виник у зв'язку з парадоксальністю ситуації. Всі матеріальні частинки, включаючи окремі атоми і молекули, реагують на світло. Це дало можливість вивчити будову електронних оболонок практично всіх елементів таблиці Менделєєва. За розсіювання світла дослідники багато дізналися про будову молекул, вивчають атоми. Але світло, який може бути помічником тільки при роботі з традиційними лінзами, не дає можливості розрізняти окремі частини крупинок речовини, які мають розмір в частки мікрона і менше. Це вважається межею оптичної мікроскопії.

І Пендри, і Веселаго насамперед намагалися не приховати речовина, а краще його розглянути. Для цього знадобилися суперлінзи з незвичайних, що не існують в природі матеріалів (їх ще називають метаматеріалами). На відміну від традиційних вони можуть мати як раз той самий негативний показник заломлення. Погляд дослідника за допомогою такої лінзи вже здатний зазирнути туди, куди раніше не вдавалося, - побачити крупинки матерії, величина яких вимірюється нанометрів - тисячними частками мікрона. Саме про таку можливість говорив Веселаго. Створення метаматеріалів - ось справжній виклик вченим!

- Ну а "плащ-невидимка" став просто красивим ходом Пендри, - вважає Масалов. - "Що буде, якщо крупинку речовини помістити на новий матеріал і зробити цю парочку об'єктом спостереження?" - вирішив він. Так, схоже, і виникла незвичайна оптична ситуація, коли частка речовини стала невидимою, тобто "накрилася плащем Пендри". Потім за ідею про плащі-невидимці вхопилися популяризатори і журналісти. Галас сприяє грошовим вливанням в науку, оскільки така спекуляція звучить заманливо.

- Так адже слідом за теорією такий матеріал дійсно був створений.

- Так, це сталося. Рукотворні середовища з негативним показником заломлення вже існують. По ходу фізикам з Каліфорнійського університету в Берклі навіть вдалося заховати під "килимом-невидимкою" деяку кількість речовини, але, запевняю вас, це було зроблено тільки для демонстрації правильності принципів створення метаматеріалів. Тема "плаща-невидимки" сама по собі є "плащем" - правда, видимим і навіть дуже яскравим, яким прикриваються серйозні дослідження. Адже обивателю ця тема більш зрозуміла і приємна, ніж якісь нудні мікроскопи і лінзи з негативним показником заломлення, а значить, буде набагато легше розлучатися з податками, які підуть потім на таке відкриття.

Бувальщина про зниклу молекулі

- На жаль, мене як обивателя теж перш за все цікавить: що або кого дослідники зробили невидимим?

- Частинка речовини нанометрового розміру була поміщена на підкладку і накрита шаром "плаща-невидимки" майже такого ж нанорозміру. Що ж стосується самого "плаща", він виготовлявся приблизно наступним чином: уявіть, що ви створюєте кристал з дуже-дуже маленьких і тоненьких срібних зволікань або трубочок. Якщо ці зволікання нанометрового розміру і ви їх розташуєте в певному порядку, то може вийти рукотворна середа з новими властивостями, наприклад з негативним показником заломлення. Це і є те, що називають "плащем-невидимкою". Світло огинає частку, вміщену в цей "плащ", що не виявляючи жодного з її оптичних властивостей. Найсвіжіші новини про подібні досліди я чув від Володимира Шалаєва, - згадує Масалов. - Це наш співвітчизник, який працює в Америці, в Університеті Пердью. На шляху створення нових середовищ він отримав вельми цікаві результати. Так ось, Шалаєв розповідав, що структурою, якій він оточував частку матерії, щоб зробити її невидимою, служив хвилевід особливого типу. Цей хвилевід розводив в сторони і зводив назад світлові хвилі від приховуваного речовини.

- І ви все одно не вірите в те, що з мікроскопічного "плаща-невидимки" може вийде щось відчутне?

- Не вірю, тому що створення метаматеріалів те саме Великому Творіння - куди більш цікаву справу, ніж замовлення на плащі-невидимки. Не можуть справжні вчені займатися цим.

- Але ж це була б корисна річ. Я розмовляла з нашими військовими, які були б не проти отримати на озброєння таку розробку. Невидимий загін солдатів або літаки-невидимки могли б стати гарною підмогою при проведенні бойових дій.

- Я свою думку вже висловив. І якщо ви запитаєте, яка користь від праці фізиків-дослідників, то читачам "МК" я відповідаю: фізики не займаються паянням чайників. Ми готуємо ґрунт для майбутніх практичних речей. На жаль, керівники країни цього не приймають - фінансування Російської академії наук знаходиться на дуже низькому рівні.

Так може виглядати, а точніше - бути невидимим, сучасний "плащ-невидимка".

- Чому ж вашим колегам за кордоном вдається вибивати гроші на науку?

- Тому що, по-перше, вибивати гроші треба не з порожнього мішка! А по-друге, сьогодні західні дослідження ведуться такими темпами, що більшості наших лабораторій практично недоступний. А в західній науці не було того періоду безгрошів'я, який переживаємо ми. Тому на Заході є і результати, серед яких легше вибрати "полуничку" і красиво пустити пил в очі платникам податків. "Плащ-невидимка" - це яскравий тому приклад.

Зрозумійте, існує дуже велика різниця між способом залучати гроші в науку і реальним напрямом роботи. Адже наука розвивається не тому, що це комусь треба. Коли Фарадей робив свої досліди з електромагнетизму, його запитували: "Ну навіщо ви це робите?" Знаєте, що він відповідав? "Напевно, на основі цього можна буде робити дитячі іграшки ..." А що ми бачимо тепер? Завдяки Фарадею ми маємо електрогенератори на гідроелектростанціях, які виробляють головну для нашої побутового життя енергію.

- Але ж і електричні іграшки теж існують ...

- Є, але вони - не головне, головне - це повсякденне електрику. Або інший приклад - дослідження люмінесценції речовин, які проводив в нашому інституті його тодішній директор Сергій Іванович Вавилов в 30-40-ті роки минулого століття. Були скептики, які говорили: "Яка" зручна "наука! Що за речовина не візьми - воно буде люминесцировать ". Сьогодні завдяки цим дослідженням ми маємо потужний оптичний метод аналізу речовин, детектори заряджених частинок на ефекті Вавилова-Черенкова (Нобелівська премія 1958 г.) і, звичайно ж, люмінесцентні лампи. Варто було б виплатити Академії наук хоча б один відсоток тієї економії, яку принесло люмінесцентне освітлення народному господарству за 70 років ...

Телепортація для незгодних

"За допомогою нашого методу ви зможете заховати кілька предметів під одним покривалом, а також переміщати предмети всередині нього - при цьому вони залишаться невидимими", - пояснював доктор Пендри. Його соратники, теж британці, пішли ще далі. Їх найсвіжіша концепція зводиться до створення "плаща-невидимки", здатного приховати від спостерігача не тільки предмет, а й ціла подія, цілий часовий відрізок. Наприклад, на площі, що знаходиться під постійним наглядом відеокамер, відбувається стихійний мітинг. Або "Марш незгодних".

Використовуючи спеціальний пристрій, вчені створюють на цій площі просторово-часовий коридор. Мітинг триває деякий час, вимовляються полум'яні промови. Після чого всі розходяться. Протягом всього часу, поки працював просторово-часової "плащ-невидимка", відеокамери передавали на пульт в режимі реального часу ... безлюдну площу, якою вона була до мітингу.

Звичайно, якщо такий "плащ-невидимка" потрапить в руки кримінальним особистостям, такі події, як відкриття сейфів в охоронюваних приміщеннях, заб'ють всі інші новини в інформаційних зведеннях дня.

"Зате який прогресивний стрибок переживуть ілюзіоністи! - передчувають дослідники. - Адже вони зможуть створювати видимість справжньої телепортації об'єктів. Сторонньому спостерігачеві буде здаватися, що неизлучающий предмет, що знаходиться в точці А, під прикриттям просторово-часового "плаща" подолав відрізок до точки В миттєво ".

Матеріал, з якого створюють "плащ-невидимку".

- А чим, власне, ця задумка західних вчених відрізняється від справжньої телепортації? - задала я питання Анатолію Масалову.

- Перш за все телепортація предметів - це знову-таки не область наукових досліджень. Однак термін "телепортація" пов'язаний з відносно недавньої галасом, що виникла на основі реальних дослідів по телепортації квантових станів об'єктів. Трохи більше десяти років тому це здійснили австрійські фізики, "телепортувати" квантовий стан одного фотона (світловий частки) на інший. Розповісти про телепортації квантових станів на побутовому мовою непросто, тому що квантовий стан - це така сторона "життя" мікросвіту, яка не схожа на життя макрочасток і тим більше повсякденних предметів. Але найповчальніше в цій історії - той небувалий вибух фантазій в засобах масової інформації, який кількома хвилями накочувався на читачів після цих дослідів. Минуло 13 років, про це бумі суспільство забуло. Але розвиток тих досліджень сьогодні відкриває небачені і дуже реальні перспективи для створення квантових комп'ютерів і квантових каналів зв'язку. Так станеться, на мій погляд, і з "плащем-невидимкою". Про нього забудуть. Зате пройде небагато часу, і метаматеріали змінять наше життя, так само, як це зробили лазери і мікроелектроніка.

Отже, на думку, наших вчених, "плащ-невидимка", як і всілякі шапки і штани-невидимки, відноситься до області фантастики. Їх західні колеги, навпаки, не гребують нічим, аби просунути тему, викликати до неї пекучий інтерес. Якщо перша позиція більш чесна, то інша - вже точно більш результативна.