Физики НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Политехнического университета Турина (Италия) и НТЦ УП РАН разработали технологию, позволяющую делать невидимыми различные вытянутые объекты, такие как антенны и различные датчики, шасси самолетов, мачты кораблей и вышки аэропортов. В основе изобретения — инновационный метаматериал, подавляющий рассеяние электрического типа объекта.
Любой вытянутый металлический предмет, например, антенны или вышки сотовой связи, в том числе, 5G, имеют отклик — сигнал, который появляется в ответ на воздействие — электрического типа. Чтобы скрыть подобный объект от радаров, необходимо, чтобы он стал рассеивать свет, подобно объекту с магнитным откликом, который сам по себе весьма слабый. Это удалось осуществить ученым российской-итальянской научной коллаборации, в рамках проекта «ANASTASIA» (Advanced Non-radiating Architectures Scattering Tenuously And Sustaining Invisible Anapoles), названного в честь великой княгини Российской империи Анастасии Романовой.
Научный коллектив проекта ANASTASIA
«Мы придумали специальное покрытие, основанное на идеальном магнитном дипольном рассеивателе, которое превращает вытянутый металлический объект с электрическим откликом в объект с магнитным откликом, — рассказал один из разработчиков, доцент лаборатории „Сверхпроводящие метаматериалы“ НИТУ „МИСиС“, Алексей Башарин. — Это стало возможным за счет анапольного состояния материала покрытия, которое понижает рассеяние электрического типа до уровня магнитного и даже ниже. В результате подобный объект становится невидимым».
Алексей Башарин
Первым из возможных применений нового покрытия станут СТЕЛС-технологии для военных и гражданских целей — для того, чтобы скрыть различные вытянутые объекты, такие как шасси самолетов, антенны и различные датчики, мачты кораблей и вышки аэропортов. Если задача скрыть эти предметы от радаров противника тривиальна, подчеркивают разработчики, то задача электромагнитной совместимости антенн на спутниках очень важна, для того, чтобы одни антенны не влияли друг на друга. А это будет возможно только в случае, если они будут невидимы.
Метод поможет скрыть строения аэропортов, вышки операторов, чтобы они не мешали радарам и связи с пилотами. Помимо этого, разработка найдет применение в так называемых задачах «Magnetic light», т.е. там, где необходимо усиление различных магнитных явлений: в нано-антеннах, нано-лазерах и т.д.
«Вторая идея, выдвинутая в этой работе, заключается в том, что нам удалось разработать покрытие, которое делает импеданс цилиндра равным импедансу окружающего пространства за счет специальной формы синусоидального метаматериала. Это, в свою очередь, дает эффект, при котором падающая на подобный объект электромагнитная волна совершенно не замечает цилиндр и проходит его насквозь беспрепятственно. Важным прогрессом нашей работы является то, что мы применили плоское покрытие, а не объемные тяжелые структуры», — добавил Алексей Башарин.
Образец метаматериала
Научное исследование коллектива представляет собой теоретическую работу и демонстрирует новые методы и открытые эффекты. Следующий этап проекта и ближайшая цель, по словам разработчиков, — научиться снижать и магнитный отклик вытянутых металлических структур.
«Необходимую теорию мы уже вывели для супертороидных конфигураций ранее, теперь осталось показать это экспериментально. Таким образом, мы приблизимся к решению задачи полной невидимости. Хотя идеальной невидимости создать нельзя, согласно оптической теореме, но сделать большой шаг к этому в наших силах», — заключил Башарин.
Результат работы опубликован в международном научном журнале Scientific Report.
