Ученые предлагают расширить лучевую оптику за теоретические пределы,

Искривление светового потока в субволновом масштабе. Изображение из статьи авторов исследования.

Возможности лучевой оптики можно расширить, научившись работать со световым потоком в субволновых масштабах, сообщает группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли в препринте своей статьи, выложенном на arXiv.org.

Излучение подчиняется законам лучевой (геометрической) оптики на расстояниях, заметно больших длины волны излучения. В меньших (субволновых) масштабах его уже нельзя описывать как распространение лучей, подчиняющееся несложным (сравнительно) геометрическим правилам.

Длина волны видимого света составляет примерно от 400 (фиолетовый) до 800 нанометров (красный). Соответственно, геометрическая оптика не может работать с лучом в нанометровых масштабах. Невозможно преломить луч нужным образом, невозможно, вообще говоря, даже увидеть предметы, размер которых меньше нескольких сотен нанометров.

Калифорнийские ученые, однако, доказывают, что лучевую оптику можно применять и в субволновых масштабах, используя для этого специальные сконструированные метаматериалы с особыми оптическими характеристиками.

Метаматериалом называют вещество, способное за счет особенностей своей структуры взаимодействовать с электромагнитными волнами так, как не могут обычные вещества. В частности, метаматериалы могут иметь отрицательный коэффициент преломления. Они используются в работах по созданию "плаща-невидимки" (которыми занимается, в частности, калифорнийская группа) и сверхлинз.

Авторы статьи утверждают, что используя метаматериал, можно успешно работать с лучами света диаметром в десять раз меньше длины волны, в частности, изгибать их нужным образом в трехмерном пространстве.