Российский ученый достиг эффекта невидимости предметов
Профессор кафедры квантовой электроники и оптоэлектроники Ульяновского государственного университета Олег Гадомский уверен, что в скором времени появится возможность делать предметы невидимыми, а главное, управлять этим явлением. "Мы уже поняли, что принципиально эффект невидимости достижим", – сказал он в интервью "Российской газете".
Необычное изобретение профессора кафедры квантовой электроники и оптоэлектроники Ульяновского государственного университета в наступившем году буквально всколыхнуло научный мир. Человек-невидимка, шапка-невидимка, мантия Гарри Поттера – как только не называли журналисты работу Олега Гадомского, запатентованную еще в мае прошлого года. Теперь, когда первая волна сенсационных заметок схлынула, можно говорить об изобретении серьезно.
Более полугода он молчал и никому не рассказывал о своем открытии. Однако его изобретение и вправду сенсационное, хотя в его названии нет ничего даже близкого к фантастике: "Способ преобразования частоты оптического излучения".
Открытие Гадомского основано исключительно на законах физики – на преобразовании частоты оптического излучения. "Свое изобретение я условно назвал "шапка-невидимка", – говорит Гадомский. – Суть его состоит в том, что при создании сверхтонкого слоя из микроскопических коллоидных золотых частиц находящийся за ним предмет становится невидимым. И все из-за того, что эти частицы обладают способностью не отражать свет, а значит, делают вещь, покрытую этим раствором, не воспринимаемой для глаза. Ведь мы воспринимаем все предметы именно через светоотражение. Правда, невидимыми пока можно сделать только неподвижные предметы. При движении частота излучений меняется и сохранить невидимость невозможно".
Коллоидное золото образуется при подводном разряде между золотыми электродами. Раствор имеет красный цвет, содержит мало золота и стоит недорого.
"Если наночастицы (микроскопические частицы величиной в миллионную долю миллиметра) расположить тонким слоем на расстоянии примерно в один нанометр или даже создать некие толстые слои из наночастиц, "уложенных" строго определенным образом, то между частицами на этом микроскопическом уровне возникает электромагнитное взаимодействие – так называемый ближнепольный резонанс, - поясняет ученый. – И появляются совершенно новые, уникальные свойства структуры, потому что она может менять характеристики попадающего на нее света, менять его спектр (цвет), полностью отражать или, наоборот, полностью поглощать".
Гадомский утверждает, что этими способностями слоя можно эффективно управлять, например, менять цвет, полностью отражать свет или доводить до нуля отражательную способность слоя. "Он будет полностью пропускать свет, никак его не задерживая. А если он ничего не отражает, то, значит, мы не увидим предмета, то есть можно добиться идеальной прозрачности, идеального отражения или поглощения", – рассказывает он.
Но если мы хотим сделать предмет невидимым, говорит профессор, надо, чтобы он тогда весь состоял из такой наноструктуры. "Нам-то ведь надо, чтобы все было просто: накрылся плащом – и никто не видит. Но толку от даже идеально прозрачного плаща мало. Да, покрытие само не будет отражать свет и, следовательно, будет невидимым. Но будет отражать тот предмет, что находится за ним, а значит, он уже не невидимка. Можно сделать так, что "волшебная" пленка будет полностью поглощать свет. Он тоже не будет отражаться, но тогда мы увидим вместо предмета черное пятно. Можно, чтобы она пропускала свет через себя, а затем рассеивала, и тогда мы увидим вместо предмета какое-то расплывчатое, туманное облако. Но чтобы предмет стал невидимым, надо сделать так, чтобы было видно то, что находится за ним. А вот как это сделать, этого пока еще никто не смог придумать".
Пока по поводу невидимости никаких практических результатов нет - все это теория и математика, проверенная на компьютерных моделях. Тем не менее практикой уже доказана верность теории, утверждает профессор, а именно, было доказано то, что было давно известно, но необъяснимо: почему формула Френеля, объясняющая условия отражения и преломления света, работает не на всех углах. Есть так называемый угол Брюстера, при котором формула не работает, потому что свет ведет себя иначе. Все об этом знали, но не могли доказать ни математически, ни физически. Теперь, говорит профессор Гадомский, теория, которую он разработал со своими коллегами, полностью объясняет парадоксы формулы Френеля, а значит, теория верна.
Однако свойства невидимости – не более чем эффекты, обнаруженные Гадомским и его коллегами по пути, в процессе работы над основным направлением – созданием монитора нового поколения. Изобретение Гадомского позволяет создать совершенно необычный монитор, то есть оказывается, что его теория управления светом и цветом, подтвержденная компьютерными моделями, позволяет создать цветной монитор, где каждый пиксель будет иметь возможность менять свой цвет, при этом, утверждает профессор, такие мониторы должны стать на порядок дешевле и технологичнее тех, что существуют сегодня.
Подобный монитор уже не боится ни ультрафиолетовых лучей, ни механических воздействий. Он может быть любых размеров, он может быть толщиной с плотную бумагу, и его можно будет сворачивать, например, в рулон и возить с собой как передвижной экран, наподобие тех, что сегодня используют сотрудники съемочных групп. В экономичности и надежности и есть революционность изобретения. Если учесть, что сегодня продажа дисплеев только одного типа дает производителям в год десятки миллиардов долларов, то изобретение Гадомского, по его мнению, даст во много раз больший экономический эффект, произведя в технологии изготовления дисплеев настоящую техническую революцию.
И если по поводу шапки-невидимки еще надо проводить дополнительные исследования, то к реализации идеи создания дисплеев нового поколения Гадомский со своими коллегами готовы приступить хоть сейчас, если будут средства. "После того как ты объявил об изобретении, в запасе остается примерно год-полтора. В Кембриджском университете, когда они придумали полимерные дисплеи, способные произвести революцию в этом направлении, создатели ушли на три года "на дно", пока не нашли нужного финансирования и не смогли выйти на рынок с конкретными изделиями".
Но ульяновский профессор вынужден сообщить о своем изобретении, потому что иначе оно обречено на тихое лежание в столе, так и не воплотившись в реальную жизнь. "Дело в том, – говорит он, – что у нас в стране пока еще система подбора и поддержки важных изобретений не работает. А современные приборы и устройства уже нельзя делать в гараже или в сарае. Нужно специальное оборудование. Но я не хочу, чтобы с нашей идеей случилось так, как произошло с разработками академиком Алферовым теории гетероструктуры, которыми воспользовались совсем другие люди, заработавшие на этом миллиарды долларов".
Гадомский уверен, что пока в мире ничего подобного нет. Надеется, что если найдутся те, кто поймет перспективы его открытия, то найдутся и средства. Для того чтобы перейти к реальным экспериментам, пока требуется около 150 тысяч долларов в год. Идеальный вариант, если б появилась возможность создать под крылом государства спецлабораторию. "Это позволило бы за год сделать рывок", – говорит Олег Гадомский.
Как пишет издание, желающие использовать его теорию уже есть. Сразу же после первых, пусть даже не очень точных публикаций звонили уже из Южной Кореи. Интересовались возможностями сотрудничества, спрашивали, сколько ему надо средств для продолжения исследований и проведения экспериментов и предлагали, вообще, выкупить у него право на дальнейшие исследования. "Но я не хотел бы работать на другие страны, - говорит профессор. – Почему идеи российских ученых должны приносить доход другим, а не России, где родилась идея?"
Теперь он получил письмо от группы ученых из Италии (Рим) и США (Пенсильвания), которые сообщают, что они тоже работают над теорией невидимости, изучая свойства наноструктур – на полтора года позже Гадомского. И хотя, по словам Гадомского, в своей теории они пока отстают, время поджимает.
Открытие Гадомского пока только теоретическое, но доказанное формулами и уравнениями. Несмотря на то, что его изобретение запатентовано, на практике его никто пока не применял, пишут "Известия".
Тем не менее, преподаватель уверен, что элементы "шапки-невидимки" могут быть полезны не только для того, чтобы скрыть какой-то предмет. Частицы коллоидного золота могут быть использованы в медицине. Помещенные в стеклянную колбу, они могут обнаруживать мельчайшие частицы любого вещества, то есть работать как индикатор. Гадомский уже придумал прибор под условным названием "биомаркер", с помощью которого можно будет мгновенно определять, какие вирусы находятся в человеческом организме, принимает ли человек наркотики, есть ли у него опухоли.
Олег Гадомский признался, что раствор-невидимка – не последнее его изобретение. Сейчас он изобретает лазерный пинцет, с помощью которого можно будет "ловить" биологические вирусы.
