Comments 76
Так и есть:
за счет специальной формы синусоидального метаматериала.
Это термин из цитаты спеца по метаматериалам с огромным опытом, индексом Хирша 12 и своей группой в топовом институте.
Вы уверены, что обладаете хотя бы минимальной квалификацией чтобы спорить с ним на эту тему?
В оригинале написано:
> The considered metasurface consists of a periodic width modulated microstrip line,
> with a sinusoidally shaped profile unit cell printed on a dielectric substrate.
> the dielectric coating with imprinted metasurface of sinusoidal-like pattern
Ну то есть там синус не про материал а про структуру из каких-то штуковин. Кророче, это такая фазированная антенная решетка, но только наоборот.
Наверху в посте, в цитате автора работы. И не просто автора, а руководителя. Если он придумал что-то и назвал это синусоидальным метаматериалом, то и все остальные будут называть это тем же термином.
Можете лично у него спросить Basharin_MISIS, но его давно не было на Хабре.
Ладно, каюсь, человечнее надо быть.
Слишком возмутило, что проф использовал английский термин в статье и русский термин для пресс-релиза, что очевидно из поста. А комментаторы поголовно стали придираться к тому, что это неправильный термин, да откуда они его взяли, да кто так вообще переводит и так далее.
У МИСИС часто так получается — работа на высоте, а пресс-релиз не очень. Но не стоит забывать, что это современная наука, новое направление, и объяснить его на пальцах без понимания уравнений Максвелла вряд ли получится.
В двух словах — работа крутая, но суть ее не в повышении обороноспособности, а в крайне оригинальном подходе к экранированию.
Cloaking вообще лет 50, но это широченная тема — от краски для F-117 из далекого прошлого до еще недостижимых оптических метаматериалов. А идее авторов (подавления нежелательных компонент рассеяния за счет возбуждения анапольных мод) года три от силы.
И если бы это не тянуло на "инновационность в мировом плане", их бы никто не опубликовал в Scientific Reports.
Понятно, вместо обсуждения нового подхода придеремся к позиции журнала в неком общем списке (который включает гораздо более распиаренные медицину, биотехнологии итд).
Боюсь, диалога у нас не получится.
причём этот журнал с открытым доступом
И? Открытый доступ означает что за чтение статей в журнале читатели не платят, а платят учёные при публикации. Это модель доступа к контенту, не более. Перед публикацией статьи всё ещё проходят ревью.
Scientific Reports находится на 528 месте по H-индексу в рейтинге SJR
И? Это первый квартиль. В чём аргумент? Вы просто увидели число и решили что оно «достаточно большое»? Напоминает анекдот про Чапаева.
В.И.: Петька, приборы!
П.: 300!
В.И.: Что «300» ?!
П.: А что «приборы»?
Можно пойти дальше, собрать материал в структуры, которые гораздо больше межатомного расстояния, но все еще меньше длины волны — метаматериалы. Им также можно присвоить усредненные свойства, такие как восприимчивость. Но теперь появляется возможность гораздо более гибкого контроля, в отличие от атомов, вариантов, в которые можно выстроить метаструктуры гораздо больше.
FDTD просто числовой метод решения уравнений Максвелла. Берут материалы, из которых сделаны структуры, задают их восприимчивость. Решают уравнения Максвелла. Оказывается, что усредненные макроскопические свойства обладают необычными свойствами (при этом на маленьких масштабах все также описывается теми же микроскопическими уравнениями Максвелла).
Есть уравнения Максвелла, которые управляют электродинамикой на локальном уровне.Уравнения Максвелла действительно есть, но: они не управляют электродинамикой, локальность тут ни к чему — эти уравнения всеобщи в пространстве.
Если усреднить реакцию системы на масштабе многих атомов вещества, получатся макроскопические уравнения, в которых среда описывается усредненными характеристиками — восприимчивостями. Они хорошо известны для многих материалов.В данном случае усреднение не нужно.
Можно пойти дальше, собрать материал в структуры, которые гораздо больше межатомного расстояния, но все еще меньше длины волны — метаматериалы.Требования на длину волны необязательны.
FDTD просто числовой метод решения уравнений Максвелла. Берут материалы, из которых сделаны структуры, задают их восприимчивость. Решают уравнения Максвелла. Оказывается, что усредненные макроскопические свойства обладают необычными свойствами (при этом на маленьких масштабах все также описывается теми же микроскопическими уравнениями Максвелла).Опять перескоки макро-микро, которые тут не нужны.
Каких-то необычных свойств тут нет, просто подобрали структуру для нужного взаимодействия с ЭМИ.
Кстати, нужные свойства наверняка будут существовать только для ограниченной части ЭМИ.
Не нужно объяснять на этом сайте того, в чём не разбираешься.
ни к чему
не нужно
необязательны
не нужны
просто подобрали структуру для нужного взаимодействия с ЭМИ.
Спасибо за понятное объяснение на пальцах, сразу видно человека образованного.
Не нужно объяснять на этом сайте того, в чём не разбираешься.
Вполне уверен в уровне своих знаний по этому вопросу. В ваших, судя по вашим «объяснениям» сильно сомневаюсь.
Проблемой FDTD, как метода работающего во «временной области», т.е. аппроксимирующего конечными разностями производные по времени, является то, что нельзя просто взять и подставить значения диэлектрических проницаемостей материалов на заданной частоте. Нужно придумывать модель поляризационного отклика сред, которая бы воспроизводила тензоры диэлектрической и магнитной проницаемостей в рабочей полосе частот.
Дальше у FDTD, равно как и у FDFD (работа в частотной области) проблемы с сеткой, которая в классическом варианте должна быть равномерной во всем вычислительном объеме. При моделировании метаматериала из «первых принципов» нужно использовать очень подробную сетку в области метаматериала и грубую в основном объеме. Наверное у них вс-теки было нечто вроде метода конечных элементов.
UPD: «что нельзя просто взять и подставить значения диэлектрических проницаемостей материалов на заданной частоте.» на самом деле можно, но это уже «нецелевое использование» метода, весьма дорогого в вычислительном плане.
Не соглашусь про нецелевое использование (хотя вы и так поправились). Самый простой «канонический» FDTD алгоритм — это постоянная восприимчивость, нужно всего лишь два поля. Материалы с дисперсией (в модели Лоренц-Друдовской восприимчивости, к примеру) уже нужны вспомогательные поля. Вы верно отметили, что в этом случае нужно знать модель, но при наличии огромного количества данных для всевозможных материалов для восприимчивости из, например, из измерений эллипсометрии, сделать фиттинг к модели нет никаких сложностей. Да и никаких последствий от «физической неразумности» параметров не будет — ясно, что важно только чтобы она всего лишь верно предсказывала восприимчивость для реально присутствующих спектральных компонет.
FDTD алгоритмы все же могут частично подстраивать шаг сетки локально. Кроме того, они высоко параллелизуемы и очень устойчивы. Никогда не использовал FEM, но полагаю, что последнее может вызывать там больше проблем, если сетка выбрана неправильно. Еще они сразу дают отклик на всем спектре, что, я могу представить, обычно и так нужно для оптимизации структуры.
Все это я написал в защиту FDTD, потому что, мне кажется, вы незаслуженно его принизили. По сути же вы, конечно, правы. Для конкретно заявленных результатов FEM, вероятно, был бы быстрее (исключая фактор доступности/опыта работы конкретного исследователя). Кроме того, про FDTD я прочитал только в комментарии, на который я отвечал. Отвечая на ваш, прочитал статью, и там вообще не заявлено, что за алгоритм использовался. Так что вы, вероятно, правы, и использовался FEM.
В статье, в методах, указали, что использовали FDTD в CST. Для конкретных моделей используется конкретный метод на основе (1) размера, (2) полосы частот, которую Вы желаете просчитать, и (3) резонансная ли структура. В данном случае, модель небольшая (точно сказать невозможно, авторы не указали конкретную модель для симуляции, но там явно до двух-четырёх длин волны размеры), нужно было получить отклик в широкой полосе, ибо велась итерация размеров просчитываемой структуры, и структура резонансная — это грань между FEM и FDTD. Поэтому тут проще во временной области просчитать, а после уже оттачивать модель в частотной.
Вы утверждаете, что любая статья по теме, которой давно занимаются — не иновационна? Только потому, что темой давно занимаются?
Было бы здорово, если бы это действительно было так.
Но вам часто попадаются популярные статьи, объясняющие работы, скажем, Вильчека или Халдейна? Мне нет. А у них у обоих по Нобелевской, и в новостях оба мелькают довольно часто.
Может они не понимают, чем занимаются? Нет, просто смысл их работ будет непонятен без профильного образования. Этот пост из той же оперы: чтобы всем было понятно, придется писать лишь стандартные слова про невидимость и стэлсы.
Исследования по теме сокрытия чего-либо ведутся уже ооооочень давно. Ну вот, например https://vk.cc/c78Ykl из того, что я видел в последний раз. Тут и статья, и матмодель.
Вопрос в том, в каком диапазоне частот что-то делается невидимым..?
Невидимым (не отражать обратно падающее излучение) объект будет до тех пор, пока частота волны находится в полосе пропускания такого материала с соответствующей поляризацией.
в публикации размеры поголощающих\отражающих элементов метаповерхности равны четверти длины волны
Четверть длины волны не очень-то резонансный размер. А это имеет некоторое (критическое) значение для реализации.
если примерно узнать размер ячейки, то это будет от десятой, до половины длинны волны, на которую рассчитана такая метаповерхность
Такие системы довольно узкополосны, потому что иначе довольно малоэффективны. Необходимо адсорбировать энергию электромагнитного поля и переработать ее в тепло, а не позволить ей отразиться. Периодическая структура, представляющая собой массив резонаторов (с большими потерями, ведь смысл именно в потерях), как раз должна бы с этим кое-как справляться — принятый сигнал «удерживается» резонаторами и в них же «расходуется» на нагрев.
В чем прорыв? В принципе действия? Не думаю, т.к. принцип действия выглядит известным достаточно давно. В самом материале? Ну так любой «плохой» проводник с высокими омическими потерями на рабочих частотах как раз и подойдет.
Судя по картинке в их публикации — сотни МГц, что вполне неплохо.
Но это пока только теоретическая работа.
Это можно как-то применить для МРТ?
Это к Astrei вопрос.
Однако, очень похожие концепты предлагались для того чтобы «спрятать» одну антенну от другой в фазовых массивах катушек/антенн и тем самым уменьшить их взаимное влияние (очень популярна для этого одно время была т.н. EBG structure). Другим близким концептом является «artificial magnetic shield» и всякие высокоимпедансные поверхности, которыми пытаются заменить металлические экраны. Присутствие экрана рядом с антенной/катушкой негативно сказывается на её характеристиках, а такая замена может помочь. Вообще иногда сложно проводить параллели с МРТ, так как там процессы происходят в ближнем поле и термины типа «рассеяние» применимы с натяжкой.
рассеяние электрического типа объектаэто что за зверь такой?
Эх, как бы ещё скрыть коротковолновые радиолюбительские антенны от взглядов соседей… ;)Как-нибудь так?
Даже кактус может не выдержать!
"От вашего излучения цветы вянут
Датские ученые провели эксперимент на детях и комнатных растениях и пришли к неутешительным выводам: они выяснили, что Wi-Fi может спровоцировать ухудшение самочувствия. Группа школьников несколько ночей спала, положив телефон, подключенный к сети Wi-Fi, под подушку. Уже после первой проведенной с телефоном ночи дети жаловались на головную боль, отмечали сниженную концентрацию."
"излучение Wi-Fi может оказаться вредным для деревьев, вызывая у них истечение соков и возникновение трещин на коре; этим симптомам подвержены до 70 процентов деревьев в городах, причем пять лет назад это число составляло 10 процентов, а значит, симптомы не связаны с атакой вирусов или бактерий. Исследование показало, что у деревьев, расположенных вблизи мощного источника сигнала Wi-Fi, листья отдают свинцовым блеском, а разрушение эпидермы на всех слоях значительно ускоряется."
Не должны были школьники знать, включен ли у них вайфай. Были бы другие варианты.
Ато может они просто плохо спали от того, что подушка тверже.
Эх, как бы ещё скрыть коротковолновые радиолюбительские антенны от взглядов соседей… ;)
Хорошие антенны не скрывают, ими гордятся и выставляют напоказ целыми стеками на подобающей высоты мачтах. :)
Чтобы скрыть подобный объект от радаров, необходимо, чтобы он стал рассеивать свет
А я всегда думал, что радары работают в радиодиапазоне
UPD. Выдающихся эффектов в статье тоже не описано. Отмечено снижение эффективности рассеяния в обратном направлении в 4 раза в диапазоне частот шириной порядка 10-20% от центральной, то есть вообще ниочем.
Хе. Статья не про отлаженную технологию с впечатляющими метриками, а про proof-of-principle принципиально нового подхода: как подавлять мультипольные компоненты за счет возбуждения хитрых мод.
Понимание того, что это вообще реально, появилось пару лет назад и сразу же попало на страницы Physical Review Letters — самого топового журнал по физике.
Собственно, в этом и разница науки и индустрии: наука — она про новые идеи и понимание того, что с ними делать, а индустрия — про оптимизацию и метрики. И оценивать одну область по меркам другой совершенно бессмысленно.
Статья не про отлаженную технологию с впечатляющими метриками, а про proof-of-principle
Создана СТЕЛС-технология, полностью скрывающая металлические мачты и антенны
Вот и я немного оФигел.
В реальности в статье описан TRL1 максимум у этой «технологии».
А заголовок тянет как минимум на TRL5-6
Не надо путать «технологию» и «идею» на уровне POP, это все-таки разные вроде бы понятия.
Статья в таком виде вряд ли бы прошла в более менее приличные отечественные журналы, хотя бы потому что в ней отсутствует самое важное, что ожидается от такого типа работ на данном этапе развития тематики — анализа.
Что же касается самого численного эксперимента, то ясно, что частота, при которой наблюдается минимум отражательной способности будет меняться при изменении угла падения волны на цилиндр и ее поляризации, при этом эффективность снижения рассеивающей способности также будет меняться. Так что еще очень дале до приложений о которых говорят авторы здесь.
Также авторы проходят мимо одной интересной закономерности. При изменении размеров элементов, которыми они обкладывают стержень, происходит изменение частоты, на которой наблюдается ослабление обратного рассеяния, что вполне ожидаемо. А вот сохранение величины ослабления при этом представляет интерес. Эта закономерность, будучи объясненной, может как помножить на ноль всю идею, типа меньше 1/4 в такой постановке добиться нельзя, либо наоборот указать путь к получению лучших результатов. Но авторам, похоже, на это плевать. Статья в журнале, который готов опубликовать все, что не является откровенной лажей, опубликована, пусть и не с первой попытки. Материалы на «электронном ресурсе» размещены, галочки в отчете есть.
Физики НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Политехнического университета Турина (Италия) и НТЦ УП РАН разработали технологию
Заодно уже давно изобретена технология полностью скрывающая имя организации и затрудняющаяя ее запоминание.
Однако то что идея не нова — не значит что на неё надо забить и не исследовать дальше. Каждому поколению магистров/аспирантов надо учиться и писать статьи, это вполне нормально. Плохо тут только то, что МИСиС опять делает из мухи
Не соглашусь. Среди этих ссылок первые применения анапольных мод — это 2017. Идею подавления мультиполей анаполями, которую использует сабж, тоже опубликовали в 2017 — причем сразу в топовом Phys Rev Lett. Так что это вполне современная тема.
(Второй паровоз ссылок — это просто классические примеры метаматериалов. Не знаю, зачем так много, но в Sci Rep ограничения на число ссылок по сути нет.)
К пресс-службе МИСИС претензии конечно есть, но это естественный процесс — они пишут, читатели дают обратную связь. Если пишут ерунду, читатели реагируют активнее. Может со временем научатся писать лучше.
Создана СТЕЛС-технология, полностью скрывающая металлические мачты и антенны