МЕТАМАТЕРИАЛ

Оптические свойства вещества характеризуются показателем преломления n, который связан с ? и ? простым соотношением

n = ± ?(???). Для всех известных материалов перед квадратным корнем должен стоять знак «+», и поэтому их показатель преломления положителен. В.Г.Веселаго показал, что у вещества с отрицательными ? и ? показатель преломления n должен быть меньше нуля.

Природные материалы с отрицательной диэлектрической проницаемостью хорошо известны – это любой металл при частотах выше плазменной частоты (при которой металл становится прозрачным). В этом случае ? < 0 достигается за счет того, что свободные электроны в металле экранируют внешнее электромагнитное поле. Гораздо сложнее создать материал с ? < 0, в природе такие материалы не существуют. Английский ученый Д.Пендри (John Pendry) в 1999 г. показал, что отрицательная магнитная проницаемость может быть получена для проводящего кольца с зазором.Если поместить такое кольцо в переменное магнитное поле, в кольце возникнет электрический ток, а на месте зазора возникнет дуговой разряд. Поскольку металлическому кольцу можно приписать индуктивность L, а зазору соответствует эффективная емкость С, систему можно рассматривать как простейший колебательный контур с резонансной частотой ?₀ ~ 1/(LC)^-1/2. При этом система создает собственное магнитное поле, которое будет положительным при частотах переменного магнитного поля ? < ?₀ и отрицательным при ? > ?₀. Таким образом, возможны системы с отрицательным откликом как на электрическую, так и на магнитную компоненту электромагнитного излучения.

Другим известным классом метаматериалов, находящим все большее практическое применение, являются фотонные кристаллы.