O przełomie w pracach nad nowoczesnymi materiałami, które potrafią tak ugiąć światło, że stają się niewidoczne dla oka, poinformowały właśnie dwa zespoły naukowców.

Na razie laboratoryjna czapka niewidka to wersja eksperymentalna. Możliwe jest "znikanie" obiektów w bardzo małej skali – rzędu miliardowych części metra. Ale jak twierdzą naukowcy, którzy opracowali nowe materiały, nie ma powodu, aby ten pomysł miał nie zadziałać również w skali makro. W ten sposób będzie można schować całego człowieka, ale też czołg czy okręt.

Nad techniką niewidzialności pracowały dwa zespoły kierowane przez Xiang Zhanga z Nanoscale Science and Engineering Center Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Wyniki opublikowały dwa pisma naukowe – brytyjski "Nature" i amerykański "Science".

Naukowcy wykorzystali wyniki prac nad niewidzialnością prowadzonych dwa lata temu przez Davida Smitha z Duke University oraz Johna Pendry'ego z Imperial College London. Wtedy udało się "ukryć" niewielki przedmiot – ale nie w świetle widzialnym, lecz dla mikrofal.

Wykorzystano wówczas tzw. metamateriały, czyli materiały mające własności niewystępujące w żadnej naturalnej substancji. Ich stworzenie umożliwiła nanotechnologia.

– Gdybyśmy chcieli uszyć płaszcz niewidzialności, materiał musiałby zaginać światło wokół obiektu, tak jak woda opływa kamień w rzece – tłumaczy Xiang Zhang.

Tajemnica tkwi w tzw. współczynniku załamania. Zjawisko to widoczne jest po włożeniu słomki do szklanki z wodą. Wiemy, że słomka jest prosta, ale jej część w szklance wydaje się skrzywiona.

– W naturalnie występujących materiałach ten współczynnik załamania jest dodatni – mówi Jason Valentine, który pracował w jednym z zespołów. – Gdy widzimy rybę w wodzie, wydaje się nam, że jest nieco bliżej, niż jest w rzeczywistości. Podobnie, gdy włożymy do wody patyk, wyda nam się on zgięty.

Jak tłumaczy Valentine, to efekt załamania światła na granicy dwóch ośrodków – wody i powietrza. Metamateriały potrzebne do uzyskania niewidzialności mają ujemny współczynnik załamania. – Zamiast ryby nieco przesuniętej w wodzie w stosunku do rzeczywistej pozycji, jej obraz byłby widoczny nad powierzchnią wody – twierdzi Valentine. – Wiem, że to dziwne.

Aby takie zjawisko otrzymać, materiał na płaszcz musi mieć poszczególne elementy struktury ("włókna") mniejsze niż długość fali, którą chcemy zaginać. To dlatego naukowcy najpierw zabrali się za mikrofale – w tym przypadku długość fali jest bowiem dość duża i skonstruowanie odpowiedniego metamateriału było łatwiejsze.

Ze światłem widzialnym jest trudniej – ma ono bowiem znacznie mniejszą długość fali. Elementy metamateriału muszą być zatem mniejsze. Jeden z amerykańskich zespołów sięgnął po "przekładaniec" składający się ze srebra i fluorku magnezu, po czym wybił w nim miniaturowe otworki. – Nazwaliśmy to siatką – mówi Valentine.

Drugi zespół zamiast otworków zainstalował w materiale cieniutkie srebrne druciki. Odległości między nimi musiały być mniejsze niż długość fali światła widzialnego.

Niezależnie od metody, efekt działania materiału był taki sam – światło go opływało. – Obserwator patrzący na ukryty pod materiałem obiekt zobaczyłby światło zza niego, czyli obiekt byłby niewidoczny – uważa Zhang.

Uszycie płaszcza niewidzialności lub wyposażenie pojazdu w technikę umożliwiającą znikanie wymagać będzie jednak sporo pracy. – Na razie nie udało nam się niczego w ten sposób ukryć – przyznaje Valentine. – Nie sądzę, abyśmy musieli się obawiać kręcących wokół niewidzialnych ludzi. Jeśli mam być szczery, jesteśmy dopiero na początku tych prac.

Do czego taka technologia może przydać się już teraz? Jason Valentine mówi o doskonalszych przyrządach optycznych – na przykład mikroskopie, pod którym widać żywego wirusa. – Ale niewidzialność to coś, do czego ten materiał na pewno będzie można wykorzystać – uważa naukowiec.

Za badania płaci amerykańska Narodowa Fundacja Nauki (NSF) oraz wojskowe Biuro Badań Naukowych (ARO). Dające niewidzialność materiały trafią zatem najpierw do wojska jako uzupełnienie technologii stealth (pojazdów niewidzialnych dla radaru). Bliżej zatem jej będzie do skafandra obcego zabójcy z filmu science fiction "Predator", niż do płaszcza niewidzialności Pottera.