Metamaterjalid panevad valguse näiliselt
füüsikaseaduseid eirama: nad painutavad valguskiiri ümber esemete, muutes need
nähtamatuks, või viivad mikroskoopide lahutusvõime vaid mõne nanomeetrini.
Selliste põnevate efektide saavutamiseks tuleb metamaterjalide struktuur
nanoskaalas hoolikalt paika panna, mis võib olla väga keeruline ja aeganõudev
protseduur.
2006. aastal esimese nähtamatusseadme ehitanud Duke’i ülikooli teadlane David R. Smith ja Hiina Nanjingi ülikooli teadlane Tai Jun Chi on välja töötanud tarkvara, mis võimaldab metamaterjalide oluliselt kiiremat disainimist. Uue programmi abil valmis ka uus nähtamatusseade, mis töötab enneolematult laias mikrolainepikkuste vahemikus, kirjutas Technology Review.
Varem ehitatud nähtamatusseadmed on töötanud vaid väga kitsas lainepikkuste vahemikus. Praktikas pole aga kasu nähtamatuks tegevast mantlist, mis töötaks vaid üht värvi valguses. Uus seade töötab lainepikkuste vahemikus 1-18 gigahertsi – see vahemik on sama lai kui nähtava valguse spektriosa. Siiani pole keegi suutnud valmistada seadet, mis töötaks nähtava valguse käes. Lisaks on uus seade väge väikeste kadudega, painutades kõrvale peaaegu kõik temani jõudvad valguskiired.
"Uus mantel on vastuseks skeptikutele, kes ennustasid, et nähtamatusseadmed saavadki töötada vaid väikeses lainepikkuste vahemikus ja suurte kadudega,“ ütles Londoni Imperial College’i teadlane John Pendry, kelle teoorial põhinesid esimesed nähtamatusseadmed. Koos oma kolleegi Jensen Liga pakkusid nad eelmisel aastal välja teoreetilise võimaluse laias lainepikkuste vahemikus töötava seadme jaoks, kuid kumbki ei uskunud, et teooria nii kiiresti tõelisuseks võiks saada.
Seade ise on neljakandiline struktuur mõõtmetega 50 korda 10 sentimeetrit ning läbimõõduga üks sentimeeter. See koosneb paljudest väikestest I-kujulistest vaskosakestest, mille omavaheline paigutus ning struktuur tagavad nähtamatuse. Kõige aeganõudvam töö ongi selle paigutuse välja töötamine, mis nõuab keerulisi arvutusi. Uus tarkvara võimaldab selliseid arvutusi sooritada enneolematult kiiresti, mis peaks tulevikus metamaterjalide arengut oluliselt kiirendama.
Kuigi ajakirjas Science kirjeldatud uus nähtamatusseade on muljetavaldav, ongi teadlaste sõnul olulisemaks just uue kiirema meetodi väljatöötamine. Smithi sõnul on ka tema töörühm kirjeldatud seadme juurest juba tublisti edasi liikunud, kuid kuna tegemist on avaldamata materjalidega, ei saa ta tööd täpsemalt kirjeldada.
Metamaterjalidel on ka teisi paljulubavaid rakendusi. Vastupidiselt nähtamatusseadmele, mis valguskiired kõrvale painutab, koondab teistsugune materjal valgusenergia enda peale, mis võimaldaks ehitada uusi tõhusamaid päikesepaneele. Lisaks saaksid laias lainepikkuste vahemikus töötavad mikroskoopide „hüperläätsed“ koondada endasse ka valguse, mida tavalised läätsed kätte ei saa, ning võimaldada nii läbi mikroskoobi vaadelda imeväikseid objekte. Teadlased ongi juba välja töötanud hüperläätsed, mille resolutsioon on vaid mõned nanomeetrid.
Lõppeesmärgiks on Pendry sõnul nähtavas valguses töötava nähtamatusseadme valmistamine. „Sellise seadme valmistamiseks pole mingeid ületamatuid takistusi,“ ütles Pendry. „Duke’i töö viib meid sellisele seadmele sammu võrra lähemale.“
Seotud lood
Nähtamatus on vähemalt fantaasiana alati
olemas olnud. Nähtamatusega on tegemist Richard Wagneri ooperis „Reini kuld”
(Das Rheingold), H.G. Wellsil on teos „Nähtamatu mees”. Harry Potterist ei hakka
parem rääkimagi.
Suurbritannia teadlased mõtlesid välja
teoreetilise seadme, mis muudab esemed nähtamatuks.
Tiina Käsi on nimi, mis kõlab ärimaailmas paljudele tuttavalt. Tal on juhtimises üle 25 aasta kogemust, kuid tema karjäär pole olnud lihtne ega lineaarne, vaid täis ootamatuid võimalusi ja väljakutseid, millest on sündinud väärtuslikud õppetunnid. Nordea Eesti tegevjuht, kes alustas oma karjääri rootsi keele õpetajana, on tänaseks saavutanud palju ja juhib mitmekesist ning rahvusvahelist organisatsiooni. Käsi kogemus ja oskus tasakaalustada töötulemusi ja inimlikku hoolivust teevad temast juhi, kelle teadmised ja arusaamad on väärt jagamist.