Учёные из лаборатории «Сверхпроводящие материалы» НИТУ «МИСиС» проверяют возможность создания практической основы для скрытной передачи информации при помощи уникальных метаматериалов, полученных в лаборатории.

Метаматериалы — несуществующие в природе объекты, позволяющие за счет неоднородности их структуры менять направление и свойства электромагнитных волн и управлять свойствами света. С помощью метаматериалов можно, например, в определенном диапазоне электромагнитного излучения делать невидимыми предметы.

Одними из наиболее важных сфер применения метаматериалов могут стать новые разработки для разных отраслей промышленности и новые сверхмощные компьютеры, в которых электрические сигналы уступят место фотонным.

Ранее коллективом лаборатории был создан уникальный метаматериал, имеющий экстремально высокое значение добротности анаполя – это явление возникает за счёт особой конфигурации электромагнитных полей (ЭМП).

Анаполь является источником, ЭМП которого остаются в нём самом, а не излучаются в окружающее пространство.

Добротностью является величина, характеризующая качества колебательной системы. То есть, чем больше добротность, тем меньше энергии теряется системой за одно колебание.

«Нами создан уникальный плоский метаматериал, который представляет собой небольшую решётку метамолекул, вырезанных лазером из цельного куска обычной стали. Особая конфигурация сделанных таким образом ячеек создаёт совокупность анаполей, в которых ЭМП сосредоточены в микрообъёмах (в центральных зазорах), а магнитные поля вращаются вокруг них», - пояснил сотрудник лаборатории, кандидат технических наук доцент Алексей Башарин.

В экспериментах над новым материалом удалось достичь чрезвычайно высоких значений добротности.

«Полученный результат приводит к очень интересным следствиям. Например, наш метаматериал может стать основой очень чувствительных сенсоров – он может "ощущать" присутствие даже ничтожных количеств тех или иных веществ. Например, взрывчатки — можно будет "видеть", что какой-либо человек неделю назад касался гексогена. Или можно будет обнаруживать лекарства, например, проверять пищевые продукты на наличие антибиотиков», - заявил Башарин.

Помимо этого, по словам учёного, с помощью нового метаматериала и стелс-технологий можно будет делать «невидимую» технику.

«Пожалуй, самое фантастическое приложение анаполей, направление, которое мы развиваем, — это изучение взаимодействия объектов не с помощью электромагнитных полей, а только с помощью электромагнитных потенциалов, это знаменитый в квантовой физике эффект Ааронова-Бома», - добавил Алексей.

«Анаполь не излучает электромагнитные поля, но может излучать электромагнитные потенциалы. Тем самым появляется уникальная возможность скрывать различные объекты, точнее, экранировать их от электромагнитных полей, и создавать устройства для скрытой передачи данных только за счет модуляции векторного потенциала. Более того, это может означать, что множество объектов в природе мы просто не видим, потому что они не взаимодействуют с электромагнитными полями, а взаимодействуют исключительно с потенциалами», - считает учёный.

Специалисты лаборатории уже ищут способы экспериментально проверить такую возможность использования созданного ими метаматериала.

Если всё пройдёт как нужно – данный метаматериал можно будет использовать в качестве кубитов – основных элементов квантовых компьютеров, взаимодействие в которых осуществляется за счёт потенциалов, а не полей. 

Фото: Борис Ярков