Американские ученые разработали необычное зеркало: при вращении оно становится прозрачным. Это открытие может помочь фотографировать слабосветящиеся космические объекты, сообщают дни.ру.
Нестандартные свойства созданному зеркалу придает материал, который фильтрует лучи света в зависимости от их направления. Ученые давно научились фильтровать свет по длине волны и в зависимости от поляризации. А вот фильтровать свет по направлению его распространения, когда сквозь преграду может пройти свет, падающий только под определенным углом, оказалось гораздо сложнее.
Команда исследователей из Массачусетского технологического института решила проблему, используя структуру, изготовленную из 84 ультратонких чередующихся слоев обычного стекла и оксида тантала. Когда свет проходит от одного слоя к другому, лучи отражаются лишь частично – кроме тех, что падают под определенным углом. Любой свет, который попадает на поверхность слоя под так называемым углом Брюстера и с определенной поляризацией, пройдет прямо сквозь него – так, словно отражающей поверхности вовсе нет, пишут Вести.Ru.
С помощью 84 слоев ученые значительно увеличили отражательную способность материала, не вмешиваясь при этом в "способности" поляризованного света. Благодаря такому подходу, свет проходит сквозь образцы под углом Брюстера и в результате поверхность, которая выглядит как зеркало, при вращении вдруг становится прозрачной в одной точке.
Предыдущие попытки создать такие поверхности были ограничены несколькими частотами или же частотами невидимого диапазона. Нынешняя работа – первая, охватившая все видимые области спектра. Исследователи утверждают, что этот материал может быть использован для получения фотографий слабосветящихся космических объектов, которые находятся рядом с яркими объектами, как правило, доминирующими на изображениях. Размещенный перед объективом камеры, материал будет устанавливаться под таким углом, чтобы свет от более слабого объекта падал под углом Брюстера и проходил в отверстие, в то время как свет от яркого объекта просто отражался от фильтра.
Тот же принцип может быть использован для создания радаров, которым будет легче обнаруживать объекты, приближающиеся в определенном направлении. Также новый подход может пригодиться при изготовлении солнечных батарей, детекторов для телескопов и микроскопов, а еще фильтров конфиденциальности для экранов мониторов – чтобы невозможно было подсмотреть за работой пользователя со стороны.
Впрочем, по мнению ученых, не принимавших участия в работе, устройство совсем не так универсально: из-за того что падающий свет обычно неполяризованный или не имеет конкретной поляризации, понадобится создание универсальной версии устройства, которая работает для всех возможных поляризаций. Вот только для этого потребуются материалы, которых пока еще не существует.
Еще одной проблемой является тот факт, что зеркало работает, только если оно находится в жидкости с таким же коэффициентом преломления, что и стекло. Воздух же имеет другой коэффициент преломления и становится третьим слоем, портящим оптический трюк. Но ученые надеются, что это можно будет исправить благодаря замене стекла другим материалом с подобным воздуху показателем преломления – например, аэрогелем.
