В 2008 году журналы Science и Nature практически одновременно рассказали о шаге, который ещё недавно казался уделом сказок. Две независимые группы учёных из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Сян Чзана (Xiang Zhang) представили материалы, способные менять направление света, — по сути, первые работающие образцы «тканей-невидимок».

Речь идёт о так называемых метаматериалах — искусственно созданных структурах с оптическими свойствами, каких не сыскать в живой природе. Их визитная карточка — отрицательный индекс преломления. Обычные вещества, будь то вода или стекло, преломляют свет в одну и ту же сторону; метаматериал же заставляет луч изгибаться «неправильно», огибая объект и возвращаясь на исходную траекторию. Для стороннего наблюдателя предмет, укрытый такой тканью, попросту исчезает.

Рыболовная сеть и серебряная проволока

Два подхода, две текстуры — но задача одна. Первая группа построила свой метаматериал на многослойной металлической сетке, напоминающей рыболовную снасть. Эта структура ловит свет и перенаправляет его, как если бы лучи скользили по невидимому куполу. Вторая команда добилась того же эффекта с помощью тончайших серебряных проволок, внедрённых в композитную основу. Оба решения работают, и оба — пока лишь в лабораторных масштабах.

Главное ограничение — длина волны. Материалы умеют обманывать свет только в очень узком диапазоне, и чем крупнее объект, тем сложнее заставить невидимость работать. Спрятать танк на поле боя — задача, которую разработчики держат в уме, но до её решения ещё далеко. А уж скрыть целое здание от спутниковой съёмки и вовсе пока не выходит.

Плащи, шапки и кожа-хамелеон

Новости из Беркли легли на уже подготовленную почву. Примерно в то же время специалисты из Университета Пэрдью (Purdue University) в Индиане построили теоретическую модель «шапки-невидимки» — математически обосновали, как именно свет должен огибать предмет, чтобы тот стал прозрачным. А команда из Инженерной школы Джеймса Кларка в Мэриленде (James Clark School of Engineering) пошла дальше и показала публике действующую модель плаща-невидимки, работающую в видимой части спектра. Правда, плащ этот прятал лишь микроскопические объекты, но сам факт демонстрации говорил: невидимость перестаёт быть фантазией. Как наука ищет плащ Гриффина — тема, которая волнует учёных уже больше века.

Существует и альтернативный путь — не заставлять свет огибать предмет, а заставить сам предмет сливаться с окружением. Так работают ткани-хамелеоны: они имитируют цвет и текстуру того, что находится позади объекта. Исследования в этой области тоже шли полным ходом, и, в отличие от метаматериалов, хамелеон-технологии не зависят от капризной длины волны — им достаточно точно воспроизвести картинку фона.

Что дальше?

Военные, разумеется, оказались в числе первых заказчиков. Возможность сделать танк или солдата неразличимыми на поле боя сулит тактическое преимущество, от которого трудно отказаться. Но даже если оставить в стороне оборону, перспективы завораживают: архитектура, растворяющаяся в ландшафте, одежда, стирающая силуэт, или медицинские имплантаты, не отбрасывающие тени при сканировании. Пока всё это — скорее наброски будущего, но с каждым новым метаматериалом и каждой удачной симуляцией контуры этого будущего проступают всё чётче.