Физики и инженеры-электрики во всем мире борются для создания материалов, крутящих фундаментальный закон оптики, и изгиб освещают «неправильный путь». Такие «левозакрученные» материалы могли использоваться для создания линз, сосредотачивающих свет намного более плотно, чем обычные линзы могут, а также другие новые устройства. Но критический аспект текущего подхода не будет работать, потому что это нарушает принцип, что причина должна предшествовать результату, спорит один теоретик.
Предположите прикреплять солому в стекло воды. Солома появляется к петле, потому что свет сгибается, когда это проходит от воды до воздуха в процессе, названном преломлением. Если солома спустится в воду справа налево, то это, будет казаться, будет тыкать в воду в обычно том же вниз и налево направлении.
Замените воду левозакрученным материалом, однако, и солома, будет казаться, согнется назад к праву. Благодаря такому отрицательному преломлению простая плита левозакрученного материала могла служить совершенной линзой, которая в состоянии сосредоточиться на детали, которую не могут решить обычные линзы.
В 2000 исследователи произвели собрание маленьких с-образных колец и прутов, названных метаматериалом, согнувшим микроволновые печи неправильный путь. С тех пор ученые стремились сделать левозакрученные материалы, работающие на более короткую длину волны видимый свет, или путем миниатюризации метаматериалов или путем эксплуатации странных электрических волн, названных плазмонами, слегка колеблющимися вдоль толстых миллимикроном каналов металла (ScienceNOW, 23 марта). Но как раз когда исследователи делают успехи, они сталкиваются с главным препятствием: В оптических длинах волны устройства имеют тенденцию абсорбировать большую часть света, делая их, по крайней мере, частично непрозрачными. Для обхождения той проблемы ученые надеются усилить световые волны и противодействовать потерям.
Но это не будет работать, сообщает Марк Стокмен, теоретический физик в Университете штата Джорджия в Атланте. Электроны в слякоти материалов в ответ на электромагнитные поля на свету и причинная связь говорят, что точная договоренность и движение электронов могут зависеть от света, уже прошедшего через них – не на свету, который должен все же прибыть. Начиная с того пункта, Стокмен показал математически, что отрицательное преломление и поглощение переплетены так, чтобы Вы не могли иметь один без другого, как он сообщает в газете, которая будет издана в Physical Review Letters. «Нет никакого способа уменьшить потери», говорит Стокмен. «[Отрицательное преломление] результат исчезнет». В частности простое увеличение не добьется цели, говорит он.
Другие просто еще не бросают свои стремления, как бы то ни было. Работа фермера не является строгой теоремой, говорит Джон Пендри, теоретик в Имперском колледже Лондона. «Все соглашаются, что потеря является проблемой», говорит Пендри. «Эта газета не сообщает, что с нею нельзя иметь дело с». Пендри утверждает, что может быть возможно спроектировать материалы так, чтобы они произвели отрицательное преломление для некоторых длин волны и абсорбировали в других. Фермер возражает, что его работа показывает, что эти два результата не могут быть отделены полностью.
Одна вещь кажется бесспорной: дебаты, вероятно, абсорбируют внимание исследователей в течение достаточно долгого времени.