Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 27

К оглавлению

Опубликовано 28 июля 2010 года

Профессор Елена Сёмушкина из Мичиганского технического университета — из тех, кто «сказку сделал былью»: под её руководством американские учёные придумали специальное покрытие, делающее объекты невидимыми. Правда, с целым рядом оговорок, но звучит, как фантастика — выходит, что в перспективе вполне возможно создать если не шапку-невидимку, то, по крайней мере, плащ Гарри Поттера, закутавшись в который с головой, можно стать невидимым.

Если быть точным, то открытие учёных заключается в создании первого в мире неметаллического маскирующего покрытия, позволяющего делать цилиндрические объекты невидимыми в инфракрасном диапазоне. Главное отличие эксперимента Елены Сёмушкиной от предыдущих опытов заключается в том, что в нём были использованы цилиндрические стеклянные объекты, в то время как ранее эффект невидимости пытались получить с помощью металлических колец и проводов: объект, который нужно скрыть, помещался в кольца, в которые подавался электрический ток.

До невидимости в видимом свете пока ещё далеко, но очевидно, что первые шаги сделаны в правильном направлении. Адьюнкт-профессор электротехники и компьютерной инженерии МТУ Елена Сёмушкина обнаружила способ использования магнитного резонанса для поглощения лучей света и направления их в обход объектов, что и делает такие объекты невидимыми.

Сёмушкина и её коллеги из университета штата Пенсильвания создали неметаллическое покрытие, выполненное из халькогенидного стекла. Этот диэлектрик (то есть материал, не проводящий электричество) имеет необычную структуру: он состоит из миниатюрных резонаторов, объединённых в концентрические окружности, которые образуют цилиндр. Благодаря эффекту магнитного резонанса, луч света, направленный на такое стекло, отклоняется в сторону от центральной оси цилиндра, и это делает его невидимым. Компьютерное моделирование показало, что объект диаметром 300 нм и высотой 150 нм становится незаметным в лучах инфракрасного диапазона с длиной волны порядка одного микрона.

Как и прочие исследователи, занимающиеся проблемой невидимости, Сёмушкина использует в своих экспериментах метаматериалы (то есть искусственные композитные материалы), обладающие свойствами, не существующими в природе. Американское физическое общество назвало метаматериалы одним из трёх главных открытий десятилетия. В этих материалах атомы или молекулы природных материалов заменяются миниатюрными резонаторами, благодаря чему, в отличие от естественных материалов, они способны взаимодействовать как с электрическими, так и с магнитными свойствами световых волн. Здесь пересекаются классические области изучения материаловедения и электротехники, поскольку метаматериалы могут обладать необычными характеристиками, которые не отвечают общепризнанным законам оптики.

Халькогенидное стекло с резонаторами в концентрических окружностях — именно такой искусственный метаматериал, в состав которого входят сульфиды галлия, германия и индия. Благодаря своей микроструктуре он способен создавать магнитный резонанс, вызывающий отклонение световых волн. Однако у метаматериалов есть одна особенность, преодоление которой вызывает большие сложности: дело в том, что их оптические свойства могут существенно меняться в зависимости от размеров. То есть, теоретически, для покрытия большой площади потребуется множество независимых элементов, не только никак не взаимодействующих друг с другом, но и не препятствующих естественному распространению света. Даже программные симуляторы пока что не дают возможности смоделировать «исчезновение» достаточно больших предметов.

Тем не менее, Сёмушкиной и учёным из Университета Пенсильвании удалось создать структуру «плаща-невидимки», состоящего из одинаковых наноразмерных резонаторов из халькогенидного стекла. Уже состоялась первая демонстрация этого «плаща» в действии, но, увы, пока не в видимом диапазоне, а в микроволновом.

Елена Сёмушкина и её коллеги продолжают исследования, экспериментируя с метаматриалами в невидимом диапазоне электромагнитных волн. В настоящее время физики изучают возможность масштабировать полученные результаты для работы в диапазоне микроволн длиной до нескольких сантиметров. Для этого используются керамические резонаторы, созданные с учётом результатов опытов с халькогенидными цилиндрами.

Эксперименты проходят в безэховой камере Мичиганского технического университета, расположенной в лаборатории Центра электроэнергетики. Стены камеры покрыты звукопоглощающим вспененным материалом — конусами тёмно-серого цвета. В камере установлены антенны, передающие и принимающие микроволны, а также металлические цилиндры с керамическим покрытием. Эксперимент показал, что такое покрытие позволяет успешно «прятать» цилиндры диаметром от 2 до 3 дюймов (50,8-76,2 мм) и высотой от 3 до 4 дюймов (76,2-101,6 мм).

По словам Сёмушкиной, начав с экспериментов в невидимом спектре, учёные намерены перейти к более высоким частотами и меньшим длинам электромагнитных волн. Она подтвердила принципиальную возможность того, что когда-нибудь можно будет спрятать от глаз неприятеля армейский отряд или целый танк, но до этого ещё очень далеко.

Приятно осознавать, что учёный, занимающийся столь фантастическими экспериментами, — наш соотечественник. Научную деятельность Елена Сёмушкина начинала в Томске, где получила степень кандидата физико-математических наук, но уже около 15 лет работает в США. В Университете Пенсильвании ей была присуждена докторская степень (PhD) в области материаловедения. С тех пор она занимается исследованиями на стыке двух областей — изучения материалов и электромагнитных процессов. Среди важнейших достижений Сёмушкиной — создание первых в мире диэлектрических метаматериалов, не содержащих металлов, которые, теоретически, могут стать «невидимыми» в видимом спектре.

К оглавлению

Опубликовано 28 июля 2010 года

DMCA (Digital Millennium Copyright Act — Закон об авторском праве в цифровую эпоху) дополняет законодательство США в области авторского права директивами, учитывающими развитие современной техники. Закон действует с 1998 года, но каждые три года Библиотека Конгресса США пересматривает его актуальность. Очередной пакет поправок вносит в DMCA интересные изменения. В частности, был разрешен взлом мобильных устройств с целью установки на них программного обеспечения (в том числе не сертифицированного производителем), а также снятие блокировки телефона для работы только с сим-картой определённого оператора (так называемая «разлочка»).

Все новостные ресурсы, сообщившие об этом изменении в американском законодательстве, обязательно упоминают продукцию Apple. Ничего удивительного — эта компания плохо относится к любителям поковыряться во внутренностях своих гаджетов. Apple запрещает процедуру разблокирования iPhone (так называемый Jailbreak — «побег из тюрьмы»), которая позволяет владельцу устанавливать приложения не из AppStore, беспрепятственно ставить пиратские коммерческие программы и получать доступ к файловой системе устройства.

Теперь Jailbreak законен, и запуск не сертифицированных Apple (но приобретенных легальным путем) программ более не является нарушением авторского права. Однако никто не запретит Apple вводить собственные условия использования устройств: корпорация по-прежнему может отказывать в гарантийном обслуживании владельцам взломанных телефонов и выпускать прошивки, делающие модифицированные аппараты неработоспособными. Единственное отличие — за Jailbreak теперь нельзя привлечь к суду. Впрочем случаев судебного преследования владельцев взломанных iPhone пока не было, так что на практике ситуация не изменилась. Американские компании, занимающиеся взломом iPhone, теперь могут выйти из подполья, и, наверное, это станет единственным следствием изменений в законодательстве.

Гораздо интересней ситуация с «разлочкой» телефонов — iPhone продается в США только с контрактом AT&T и новый закон может изменить ситуацию на рынке. Но, конечно, невозможность судебного преследования владельцев «разлоченных» телефонов не повлияет на договорные отношения клиента с оператором. Если телефон продан с определенным тарифным планом и в договоре прописаны обязательства абонента пользоваться тарифом в течение определенного времени, DMCA эти обязательства не отменит. Другое дело, если временных ограничений нет — тогда новый закон может упразднить монополию AT&T.