Nous avons donc vécu pour voir une époque où le chapeau invisible, un attribut familier des contes populaires, ne semble pas fantastique. Les technologies actuelles vous permettent de cacher des objets sans aucune magie, en vous appuyant uniquement sur la connaissance des lois de la physique.
L'histoire des matériaux invisibles remonte à la période de la formation de l'État soviétique, lorsque de nombreux projets scientifiques ont été lancés, parfois les plus fantastiques. En 1936, la presse écrivait sur un avion en plexiglas transparent recouvert d'amalgame. Il aurait été conçu par Robert Bartini, un ingénieur italien qui s'est enfui en URSS. Cependant, ni les photographies ni les dessins de ce merveilleux avion n'ont survécu, de sorte que le secret de son invisibilité peut être considéré comme perdu. Des matériaux inaccessibles à l'œil ont dû être réinventés.
Nous voyons ces objets qui reflètent la lumière. Ils le diffusent sous différents angles en fonction de la couleur, du matériau, de la position par rapport à la source lumineuse. La réflexion est capturée par la rétine et transmise au cerveau, où une image se forme. Par conséquent, si la lumière réfléchie par l'objet n'atteint pas la rétine, nous ne la verrons pas. Mais comment mettre en pratique une telle technologie?
À ce jour, les scientifiques ont mis au point trois méthodes. Par exemple, ils suggèrent de faire plier la lumière autour d'un objet sans entrer en collision avec lui. Pour cela, la chose doit être recouverte d'un matériau avec une structure particulière sous la forme d'un réseau d'inclusions-briques dont la taille est inférieure à une certaine longueur d'onde de la lumière.
C'est ainsi que l'artiste a imaginé le groupe d'invisibilité nanocap / Xiang Zhang, Berkeley Lab / UC Berkeley.
Supposons que le spectre visible à l'œil humain couvre des longueurs d'onde de 400 à 700 nanomètres, par conséquent, les inclusions du réseau devraient être de l'ordre de 100 à 200 nanomètres. Ce n'est pas par hasard qu'ils sont appelés méta-atomes. La lumière se pliera autour de l'objet recouvert de méta-atomes, comme une fosse piétonne sur la route. Une idée similaire a été mise en œuvre par des physiciens américains en 2015, créant un matériau à partir de silicium d'une épaisseur de seulement 80 nanomètres. Avec son aide, il a été possible de cacher une minuscule particule de cellules vivantes au chercheur qui l'observait au microscope.
«Vous pouvez également faire passer la lumière à travers le matériau sans être déformée. En physique, une quantité appelée transmittance est utilisée - elle montre le rapport du flux de rayonnement qui a traversé une substance au flux qui est tombé à sa surface. Par exemple, la lumière passe à travers un vide sans entrave, donc sa transmittance est l'unité. Mais le métal réfléchit toutes les ondes électromagnétiques incidentes dessus. Il s'avère que pour que le matériau soit invisible, la lumière doit le traverser complètement, sans diffusion, comme à travers un vide », explique Alexei Basharin, employé du Laboratoire des Métamatériaux Supraconducteurs chez NUST MISIS.
Pour ce faire, les chercheurs ont proposé une combinaison de deux matériaux afin que les ondes réfléchies s'éteignent et passent simplement sans se disperser - cet état est appelé anapole. Et les structures qui présentent des propriétés inhabituelles en raison de leur architecture, et non des caractéristiques de leurs substances constitutives, sont appelées métamatériaux.
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La troisième méthode repose sur la capacité du matériau à absorber toute la lumière sans rien réfléchir. Mais ce n'est pas très populaire, car il ne sera pas possible de cacher complètement l'objet derrière lui - cela jettera une ombre.
«Le plus dur est de fabriquer un matériau transparent à une large gamme de lumière. Heureusement, ce n'est pas nécessaire, car la fonction d'invisibilité est généralement requise pour une tâche spécifique. Par exemple, pour s'assurer qu'un certain rayonnement détruit uniquement les cellules cancéreuses et ne remarque tout simplement pas les cellules saines. Quant aux capes d'invisibilité en tant que divertissement pour les gens, il est peu probable qu'elles arrivent sur le marché de sitôt. Il suffit aux physiciens de prouver qu'un métamatériau particulier fonctionne, ce qui nécessite une pièce de quelques micromètres. Il n'est tout simplement pas intéressant et très coûteux de produire d'énormes «chiffons», du moins pour le moment », conclut Basharin.
Olga Kolentsova
