메타물질 클로킹

Metamaterial cloaking
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메타물질 클로킹은 투명망토에서 메타물질을 사용하는 것이다. 이것은 새로운 광학 물질을 통해 빛에 의해 가로지르는 길을 조작함으로써 이루어진다. 메타물질은 광 스펙트럼의 특정 부분의 전파와 전달을 지시하고 제어하며 물체가 보이지 않는 것처럼 보이게 만들 수 있는 가능성을 보여준다. 변환 광학을 기반으로 한 메타물질 클로킹은 전자기 방사선을 제어함으로써 시야에서 무언가를 차폐하는 과정을 설명한다. 정의된 위치에 있는 물체는 여전히 존재하지만, 사고파는 물체 자체의 영향을 받지 않고 그 주변으로 안내된다.[1][2][3][4][5]

전자기 메타물질

주요 기사: 메타물질 및 분할링 공명기

전자기 메타물질은 전자기 스펙트럼이라고도 알려진 복사광의 선택된 부분에 자연물질로는 달성하기 어렵거나 불가능한 방식으로 반응한다. 즉 이러한 메타물질은 자연에서는 일반적으로 이용할 수 없는 빛과의 상호작용을 나타내는 인공적으로 구조화된 복합물질로 더욱 정의할 수 있다(전자기 상호작용). 동시에, 메타물질은 특정한 요구에 맞는 바람직한 성질로 설계되고 구성될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그 필요성은 특정 적용에 의해 결정될 것이다.[2][6][7]

클로킹 애플리케이션을 위한 인위적인 구조는 동일한 요소의 격자 설계(순차 반복 네트워크)이다. 또한, 마이크로파 주파수의 경우, 이러한 물질은 광학용 결정과 유사하다. 또한, 메타물질은 선택된 빛의 파장보다 훨씬 작은 원소와 스페이스의 배열로 구성되어 있다. 선택된 파장은 이제 막 가시 주파수까지 도달하기 시작한 무선 주파수, 마이크로파 또는 다른 방사선이 될 수 있다. 거시적 특성은 기초 원소의 특성 및 그 배열의 재료 위 또는 전체에서 조정하여 직접 제어할 수 있다. 더욱이 이러한 메타물질은 광범위한 복사 광선 스펙트럼에 적응할 수 있는 더 큰 장치를 예상하여 매우 작은 클로킹 장치를 만드는 기초가 된다.[2][6][8]

따라서 빛은 전기장과 자기장으로 구성되지만 광학 현미경 렌즈와 같은 일반 광학 물질은 전기장에만 강한 반응을 보인다. 그에 상응하는 자기 상호작용은 본질적으로 영이다. 이것은 렌즈와 이미징에서 공통적인 회절 한계를 갖는 보통의 굴절과 같은 가장 일반적인 광학적 효과만을 초래한다.[2][6][8]

광학 과학이 시작된 이래, 수 세기 전에, 재료로 빛을 조절하는 능력은 이러한 일반적인 광학 효과에 제한되어 왔다. 반면에 메타물질은 빛의 자성 성분과 매우 강한 상호작용, 즉 결합이 가능하다. 따라서 방사광에 대한 반응 범위는 물리적 광학 및 광물리학의 과학에 의해 기술되는 일반적인 광학적 한계를 넘어 확장된다. 또한 인공적으로 만들어진 물질로서 방사광의 자기성분과 전기성분 모두를 마음대로, 이동하면서 원하는 어떤 방식으로든, 또는 보다 정확하게 물질을 통해 전파할 수 있다. 이는 일반적으로 메타물질의 행동이 개별 성분으로부터 형성되며, 각 성분은 빛의 복사 스펙트럼에 독립적으로 반응하기 때문이다. 그러나 이때 메타물질은 제한적이다. 가시 스펙트럼을 포함하여 광범위한 주파수 스펙트럼을 클로킹하는 것은 달성되지 않았다. 방산, 흡수, 분산도 현재의 단점이지만 이 분야는 여전히 낙관적인 유아기에 있다.[2][6][8]

메타물질 및 변환광학

Left:평면파의 영향을 받는 PEC 실린더의 단면(파형의 전기장 구성 요소만 표시됨) 밭이 뿔뿔이 흩어지다. 오른쪽: 변환 광학 방법을 사용하여 설계된 원형 망토는 실린더를 가리는 데 사용된다. 이 경우 필드는 외투 바깥에 변하지 않고 실린더는 보이지 않는 전자석이다. 망토 안쪽에 있는 필드의 특수 변형 패턴을 기록해 두십시오.
주요 기사: 변환 광학

변환 광학 분야는 메타물질에 의해 생성된 효과에 기초한다.[1]

변환 광학은 두 가지 연구 노력의 결론에 그 시작이 있다. 그것들은 2006년 5월 25일 같은 호 사이언스지에 발표되었다. 두 논문은 전자기적으로 어떤 물체를 감추기 위해 빛을 구부리거나 왜곡하는 이론이다. 두 논문 모두 특히 전자기장의 초기 구성을 데카르트 메쉬에 매핑한다. 데카르트 망사를 비틀면 본질적으로 전자기장의 좌표가 변형되고, 그 좌표는 다시 주어진 물체를 감추게 된다. 따라서 이 두 논문과 함께 변환 광학(transformation optics)[2][9][10]이 탄생한다.

변환 광학은 원하는 응용을 위해 선호하거나 원하는 방식으로 빛, 즉 전자파 및 에너지를 구부리는 능력에 가입한다. 좌표가 변형되더라도 맥스웰의 방정식은 변하지 않는다. 대신 특정 기간 동안 "변환"하거나 변경하는 것은 재료의 선택된 매개변수 값이다. 그래서 변환 광학은 주어진 재료에 대한 파라미터를 선택할 수 있는 능력으로부터 개발되었다. 따라서 맥스웰 방정식은 동일한 형태를 유지하므로 시간이 지남에 따라 변화하는 매개변수, 허용성 및 투과성의 연속적인 값이다. 더욱이, 허용성과 투과성은 다른 설명들 중에서도 복사 광원의 전기장과 자기장에 각각 대한 어떤 의미에서의 반응이다. 전기와 자기 반응의 정확한 정도는 메타물질에서 점별로 조절될 수 있다. 재료의 반응에 대해 그렇게 많은 제어력을 유지할 수 있기 때문에, 이것은 강화되고 매우 유연한 그라데이션 인덱스 재료로 이어진다. 통상적으로 미리 결정된 일반 물질의 굴절률은 대신 메타물질에서 독립된 공간 구배가 되며, 이는 마음대로 제어할 수 있다. 그러므로 변환 광학(transformation optics)은 새롭고 독특한 광학 장치를 만드는 새로운 방법이다.[1][2][7][9][11][12]

클로킹 장치 과학

클로킹 장치의 목적은 Meta material 클로킹과 마찬가지로, 정의된 공간의 영역이 지나가는 전자기장(또는 음파)으로부터 눈에 보이지 않게 격리되도록 하는 것이다.[5][13]

사물들을 클로킹하거나, 메타물질로 보이지 않게 보이게 하는 것은 마술사의 손놀림이나 거울을 이용한 그의 속임수와 대략 비슷하다. 물체나 주체가 실제로 사라지는 것이 아니라 사라지는 것은 환상이다. 같은 목표를 가지고, 연구자들은 광 스펙트럼의 특정 부분(전자기 스펙트럼)을 비껴서 지시 사각지대를 만들기 위해 메타 물질을 이용한다. 인간의 눈이 볼 수 있는 것을 결정하는 것은 전송 매체로서 광 스펙트럼이다.[14]

즉, 빛은 굴절되거나 반사되어 보이는 시야, 색 또는 환상을 결정하게 된다. 빛의 가시적인 범위는 무지개와 같은 색의 스펙트럼에서 보인다. 그러나 가시광선은 시야를 벗어난 넓은 스펙트럼의 일부에 불과하다. 예를 들어, 현재 일반적으로 사용되는 다른 조명 스펙트럼 부분이 있다. 마이크로파 스펙트럼은 레이더, 휴대전화, 무선인터넷에 이용된다. 적외선 스펙트럼은 시원한 야간 환경 속에서 따뜻한 몸을 감지할 수 있는 열영상 기술에 사용되며, 적외선 조명은 야간 시야를 위한 전문 디지털 카메라와 결합된다. 천문학자들은 깊은 우주론적 질문에 답하기 위해 밀리미터 미만의 관측을 위해 테라헤르츠 대역을 사용한다.

더욱이 전자기 에너지는 빛 에너지지만 그 중 작은 부분만이 가시광선이다. 이 에너지는 파도를 타고 이동한다. 가시광선과 적외선과 같은 짧은 파장은 전자파와 전파와 같은 긴 파장보다 광자당 더 많은 에너지를 전달한다. 과학에서 광 스펙트럼은 전자기 스펙트럼으로 알려져 있다.[14][15][16][17]

광학 및 빛의 특성

프리즘, 거울, 렌즈는 모든 것을 둘러싸고 있는 분산된 가시광선을 변화시킨 오랜 역사를 가지고 있다. 그러나 이러한 일반 재료에 의해 전시되는 제어장치는 제한적이다. 게다가, 이 세 종류의 빛 이사들 사이에서 공통적인 한 가지 재료는 재래식 유리다. 따라서 이러한 친숙한 기술은 광학의 근본적 물리적 법칙에 의해 제약을 받는다. 일반적으로 메타물질과 특히 클로킹 기술을 통해, 이러한 장벽은 자연 물리 과학에서 이전에는 실현되지 않았던 재료와 기술의 진보와 함께 분해되는 것으로 보인다. 이러한 독특한 물질들은 전자기 방사선이 새로운 방식으로 구부러지거나 반사되거나 왜곡될 수 있기 때문에 주목을 받게 되었다. 복사된 빛은 심지어 전송 전에 느려지거나 포착될 수 있다. 즉, 빛과 다른 방사선에 초점을 맞추고 투사하는 새로운 방법이 개발되고 있다. 더욱이, 물체를 덮는 과학에서 제시된 광학 파워는 이미 사용 중인 광범위한 기기에 걸쳐 기술적으로 유익한 것으로 보인다. 이는 복사 전자기 스펙트럼과의 상호작용에 의존하는 기본 기능을 가진 모든 기기가 기술적으로 진보할 수 있음을 의미한다. 이러한 시작 단계들로 완전히 새로운 종류의 광학들이 확립되었다.[15][18][19][20][21]

광학 및 빛의 특성에 대한 관심

광학 및 빛의 특성에 대한 관심은 거의 2000년 전부터 프톨레마이오스(AD 85 – 165)까지 거슬러 올라간다. 광학이라는 제목의 그의 작품에서, 그는 반사, 굴절, 그리고 색을 포함한 빛의 특성에 대해 쓴다. 그는 삼각함수가 없는 굴절 방정식을 개발했다. 약 800년 후 AD 984년에 이븐 사흘은 스넬의 법칙과 수학적으로 동등한 굴절의 법칙을 발견했다. 이어 이슬람의 가장 주목받는 과학자인 이븐 알 하이트암(c.965–1039)이 뒤를 이었다. 그는 "역대 광학 분야에서 가장 뛰어난 인물 중 한 명"[22]이라고 평가받고 있다. 그는 일반적으로 물리학, 특히 광학 분야에서 상당한 발전을 이루었다. 그는 17세기 과학자들에 의해 표현된 보편적인 빛의 법칙을 수백 년으로 예상하였다.[15][22][23][24]

17세기에 윌레브레코드 스넬리우스와 데카르트 모두 굴절의 법칙을 발견한 공로를 인정받았다. 프톨레마이오스의 굴절 방정식이 부정확하다고 지적한 사람은 스넬리우스였다. 결과적으로, 이 법칙들은 중력의 법칙처럼 약 400년 동안 변하지 않고 그대로 전해져 왔다.[15][22][23][24]

완벽한 망토와 이론

전자기 방사선과 물질은 공생관계를 가진다. 방사선은 단순히 물질에 작용하는 것이 아니며, 단순히 주어진 물질에 의해 작용하는 것도 아니다. 방사선은 물질과 상호작용을 한다. 메타 물질을 사용하는 클로킹 애플리케이션은 물체가 전자기 스펙트럼과 상호작용하는 방식을 변화시킨다. 메타물질 망토의 안내비전은 물체를 중심으로 빛의 흐름을 부드럽게 지시하는 장치로, 마치 개울의 바위를 지나 흐르는 물처럼 반사 없이 물체를 보이지 않게 만드는 것이다. 현실에서 현재의 단순한 클로킹 장치는 불완전하며 한계가 있다.[14][15][25][26][27][28] 현재까지 한 가지 도전은 메타물질과 클로킹 장치가 가시광선 스펙트럼 내에서 주파수 또는 파장에서 상호작용할 수 없다는 것이다.[3][28][29]

첫 번째 클로킹 장치에 의해 제시된 점

클로킹(cloaking) 장치로 클로킹(clocking)의 원리는 2006년 10월 19일 마이크로파 방사선 대역의 주파수에서 처음 입증(데모스트레이팅)되었다. 이 시위는 작은 클로킹 장치를 사용했다. 높이는 1/2인치(< 13 mm)도 안되고 직경 5인치(< 125 mm)로, 전자파를 자기주위로 돌리는 데 성공했다. 시야에서 가려질 물체, 작은 실린더가 장치 중앙에 놓였다. 보이지 않는 망토는 마이크로파 빔을 꺾어서 미세한 왜곡만으로 실린더 내부 주위를 흐르게 하여 마치 아무것도 없는 것처럼 보이게 했다.

그러한 기기는 일반적으로 물체 주변의 빛의 통행에 영향을 미치는 껍질로 덮을 물체를 둘러싸는 것을 포함한다. 물체로부터 전자파(마이크로웨이브스)의 반사가 줄어들었다. 소재 특성이 도처에서 동일한 동질 천연 소재와는 달리, 망토의 소재 특성은 특정 전자기 상호작용(불균형성)을 위해 설계된 각 포인트와 함께 지점마다 다르며, 방향(비등성)이 다르다. 이렇게 하면 재료 특성에서 경사가 일어난다. 관련 보고서는 사이언스지에 실렸다.[3][18][29][30]

시연에는 성공했지만 세 가지 주목할 만한 한계를 보여줄 수 있다. 첫째, 그것의 효과는 마이크로파 스펙트럼에만 있었기 때문에 작은 물체는 마이크로파 주파수에서만 다소 보이지 않는다. 이것은 눈에 보이는 스펙트럼 내에서만 보는 인간의 눈에 대해 투명성이 달성되지 않았다는 것을 의미한다. 가시 스펙트럼의 파장은 전자레인지보다 현저히 짧기 때문이다. 그러나, 빛의 짧은 파장으로 인해 더 발전된 나노기술 관련 기술이 필요하겠지만, 이것은 가시광선을 위한 클로킹 장치로 가는 첫걸음으로 여겨졌다. 둘째, 작은 물체만이 주변 공기로 나타나도록 만들 수 있다. 2006년 클로킹 데모의 경우, 시야에서 가려진 물체, 즉 구리 실린더는 지름이 5인치 미만, 높이가 1인치 미만이어야 한다. 셋째, 클로킹은 어떤 특정한 시연에 있어서 좁은 주파수 대역에서만 발생할 수 있다. 이는 무선 주파수에서 마이크로파, 가시 스펙트럼, X선까지 전자기 스펙트럼 전반에 걸쳐 작동하는 광대역 망토를 지금은 사용할 수 없다는 것을 의미한다. 이것은 오늘날의 메타물질의 분산성 때문이다. 좌표 변환(변환 광학)은 공명 원소의 사용을 통해서만 접근할 수 있는 비범한 물질 매개변수를 요구하는데, 공진 원소는 본질적으로 좁은 대역이며 공진에서 분산된다.[1][3][4][18][29]

메타물질의 사용

새 천년 초, 메타물질은 물질에 대한 통제 능력을 확장하는 비범한 새로운 매체로 확립되었다. 따라서 메타물질은 몇 가지 이유로 클로킹 애플리케이션에 적용된다. 첫째, 물질적 반응으로 알려진 매개변수의 범위가 더 넓다. 둘째, 물질적 반응은 마음대로 조절할 수 있다.[15]

셋째, 렌즈와 같은 광학 부품은 빛에 대해 일정한 정의된 범위 내에서 반응한다. 앞에서 말한 바와 같이, 1800년 전 프톨레마이오스로 거슬러 올라가서, 응답의 범위가 알려지고 연구되어 왔다. 천연 물질은 그렇게 할 수 없다는 것이 증명되었기 때문에 효과적으로 반응 범위를 초과할 수 없었다. 과학 연구와 연구에서 반응 범위를 전달하는 한 가지 방법은 주어진 광학 물질의 굴절률이다. 지금까지 모든 천연 물질은 양의 굴절률만 허용한다. 반면 메타물질은 0과 1 사이의 마이너스 굴절률, 제로 굴절률, 분수 값을 달성할 수 있는 혁신이다. 따라서 메타물질은 다른 능력들 중에서도 물질적 반응을 확장한다. 그러나 부정적인 굴절은 보이지 않는 클로우킹을 만드는 효과가 아니다. 굴절률의 등급이 결합하면 투명 클럭이 발생한다고 말하는 것이 더 정확하다. 넷째, 마지막으로 메타물질은 선택된 반응을 마음대로 전달할 수 있는 능력을 입증한다.[15]

장치

실제로 장치를 만들기 전에 이론적 연구가 수행되었다. 다음은 한 과학저널이 동시에 수용한 두 가지 연구 중 하나일 뿐 아니라, 투명망토를 위해 최초로 출판된 이론 작품 중 하나로 구분되는 것이다.

전자기장 제어

직교 좌표 - 직사각형 좌표에서 곡선 좌표로 변환할 때 데카르트 평면

전자기 스펙트럼인 "빛"의 이용은 전자기장을 제어하고 지시하는 공통의 물체와 재료로 이루어진다. 예를 들어 카메라의 유리 렌즈를 사용하여 이미지를 만들고, 금속 케이지로 민감한 장비를 스크린할 수 있으며, 라디오 안테나는 매일 FM 방송을 송수신할 수 있도록 설계되어 있다. 유리 렌즈와 같이 전자기 방사선을 조작하거나 변조하는 동질 물질은 일탈을 교정하기 위해 정제 상한에 제한이 있다. 비균형 렌즈 소재 조합은 구배 굴절 지수를 채용할 수 있지만 범위가 제한되는 경향이 있다.[2]

메타물질은 약 10년 전에 도입되었으며, 이러한 물질들은 전자파, 테라헤르츠, 적외선 등 전자기 스펙트럼의 일부에 대한 제어를 확대한다. 이론적으로, 메타물질은 전송 매체로서, 결국 전자기장의 제어와 방향을 가시 스펙트럼으로 확장시킬 것이다. 따라서 2006년에 설계 전략이 도입되었는데, 이는 변형 재료가 임의로 할당된 허용성과 투과성의 양 또는 음의 값으로 설계될 수 있고, 또한 마음대로 독립적으로 변화할 수 있다는 것을 보여준다. 그러면 전자기장을 직접 제어할 수 있게 되는데, 이는 신기하고 특이한 렌즈 설계와 관련이 있을 뿐만 아니라, 전자기 검출로부터 물체를 은폐하기 위한 과학 이론의 한 요소와도 관련이 있다.[2]

각 성분은 물질을 통과할 때 복사 전자파에 독립적으로 반응하여 각 성분에 대해 전자기 이질성을 유발한다. 각 성분은 복사원의 외부 전기장과 자기장에 대한 고유의 반응을 가지고 있다. 이러한 요소들은 복사파장보다 작기 때문에 거시적 시야는 허용성과 투과성 모두에 대한 유효값을 포함하고 있는 것으로 이해된다. 이 물질들은 물리 법칙을 따르지만, 일반적인 물질과는 다르게 행동한다. 메타 물질은 "자연에서는 쉽게 구할 수 없는" 특성을 제공하도록 설계된 인공 물질이다. 이러한 물질은 대개 구성보다는 구조에서 그 특성을 얻는데, 효과적인 거시적 행동을 하기 위해 작은 불균형을 포함시키는 것을 이용한다.

메타물질의 구조단위는 모양과 크기로 맞춤화할 수 있다. 그들의 구성, 그리고 형태나 구조는 정교하게 조정될 수 있다. 혼합물을 설계한 후 주어진 재료의 기능을 변화시키기 위해 원하는 위치에 배치할 수 있다. 격자가 일정하기 때문에 세포는 복사광보다 작다.[6][31][32][33]

설계 전략에는 전자석의 보존량을 마음대로 지시하는 비균형 복합 메타 물질이 핵심에 있다. 이 수량은 구체적으로 전기 변위장 D, 자기장 강도 B, 포아닝 벡터 S이다. 이론적으로, 보존된 수량 또는 분야에 관한 한, 메타물질은 두 가지 능력을 보인다. 첫째, 들판은 주어진 방향으로 집중될 수 있다. 둘째, 물체를 피하거나 둘러싸도록 만들 수 있으며, 원래의 경로로 동요하지 않고 되돌아온다. 이러한 결과는 맥스웰 방정식과 일치하며 기하학적 광학에서 발견되는 광선 근사치 이상이다. 따라서 원칙적으로 이러한 영향은 모든 길이 척도에서 모든 형태의 전자기 방사선 현상을 포함할 수 있다.[2][9] [34]

가설 설계 전략은 임의의 수의 내장된 출처의 구성을 의도적으로 선택하는 것으로 시작한다. 이러한 출처는 순발성, ε, 자기투과성 μ의 국부적 반응이 된다. 선원은 유전체 및 자기 특성을 가진 임의로 선택된 전송 매체에 내장되어 있다. 전자파 시스템으로서 매체는 그리드로 도식적으로 표현될 수 있다.[2]

첫 번째 요건은 공간을 통해 균일한 전기장을 이동하는 것일 수 있지만, 물체나 장애물을 피할 수 있는 확실한 방향으로 이동하는 것이다. 다음으로 시스템을 제거하고 원하는 대로 뒤틀림, 비틀림, 당김 또는 늘어나게 할 수 있는 탄성 매체는 시스템을 원하는 대로 비틀거나 당길 수 있다. 필드의 초기 조건은 데카르트 메쉬에 기록된다. 탄성 매체가 기술된 가능성의 하나로 또는 조합으로 왜곡되므로, 동일한 당김 및 스트레칭 과정이 데카르트 메쉬에 의해 기록된다. 이제 좌표 변환으로 발생하는 동일한 정렬 집합을 기록할 수 있다.

a (x,y,z), b (x,y,z), c (x,y,z), d (x,y,z) ....

따라서 허용률, ε, 투과성 µ는 공통 인자에 의해 비례적으로 보정된다. 이는 덜 정밀하게 굴절률에서도 같은 현상이 발생함을 의미한다. 새로운 좌표계에는 순발성과 투과성의 리노멀화 값이 적용된다. 리노말화 방정식은 ref를 참조하십시오. #.[2]

클로킹 장치에 응용 프로그램

위의 작동 매개변수를 고려할 때, 이제 메타물질인 시스템이 임의 크기의 물체를 숨길 수 있다는 것을 보여줄 수 있다. 그것의 기능은 물체를 때리려는 들어오는 광선을 조작하는 것이다. 이 들어오는 광선은 대신 메타물질에 의해 물체 주위로 전자석으로 조향되며, 이것은 그것들을 원래의 궤도로 되돌린다. 설계의 일부로서 어떤 방사선도 은폐된 공간의 부피를 떠나지 않으며, 어떤 방사선도 그 공간에 들어갈 수 없다고 가정할 수 있다. 메타물질의 기능에 의해 설명되었듯이, 침투하려는 방사선은 공간이나 공간 내의 물체를 중심으로 조향되어 초기 방향으로 되돌아간다. 어떤 관찰자에게도, 숨겨져 있는 공간의 볼륨은, 거기에 어떤 물체가 존재한다고 해도, 비어 있는 것으로 보인다. 임의의 물체는 외부 방사선에 의해 손대지 않기 때문에 숨겨질 수 있다.[2]

반지름 R이1 있는 구를 숨길 대상으로 선택한다. 클로킹 부위는 환적 R1 < r < R2. R. 지역 내 모든 분야를 취하여1 지역2 R < r < R2>으로 압축하면 원하는 결과를 얻을 수 있는 간단한 변환을 찾을 수 있다. 좌표 변환은 맥스웰의 방정식을 바꾸지 않는다. only′과 µ′ 값만 시간이 지남에 따라 변한다.

클로킹 허들

투명 망토를 달성하기 위해 처리해야 할 문제들이 있다. 광선 추적과 관련된 한 가지 문제는 물질이 "시스템"으로 들어가는 전자파에 미치는 비등방성 효과다. 중앙으로 직접 향하는 평행한 광선 묶음(위 이미지 참조)은 갑자기 곡선이 되고, 이웃한 광선과 함께 더 단단하고 더 촘촘한 호로 강제된다. 이는 현재 변화하고 변형하는 허용률 ivity′과 투과성 µ′의 빠른 변화 때문이다. 두 번째 문제는 선택된 메타물질들이 비등방성 효과의 매개변수 내에서 작동할 수 있고 εµ과 µ′의 지속적인 이동이 가능하다는 것이 밝혀졌지만, ε′과 µ′의 값은 매우 크거나 매우 작을 수 없다는 점이다. 세 번째 문제는 선택된 메타물질들이 현재 광범위한 주파수 스펙트럼 기능을 달성할 수 없다는 점이다. 이것은 광선이 "공기된" 구역을 중심으로 휘어져야 하기 때문에 자유 공간, 즉 공기를 가로지르는 것보다 궤적이 더 길기 때문이다. 그러나 광선은 시작 방사광과 함께 단계적으로 구의 반대쪽 주위에 도달해야 한다. 만약 이런 일이 일어난다면, 위상 속도는 진공에서 빛의 속도를 초과하게 되는데, 이것은 우주의 속도 제한이다. (참고, 이것은 물리학 법칙에 위배되지 않는다.) 그리고 필요한 주파수 분산 부재 시 그룹 속도는 위상 속도와 동일할 것이다. 이 실험의 맥락에서 그룹 속도는 결코 빛의 속도를 초과할 수 없으므로 분석 파라미터는 오직 하나의 주파수에만 유효하다.[2]

변환 매체의 광학 정합성 매핑 및 선 추적

그 다음 목표는 은폐된 공간의 부피와 빈 공간을 통한 전자파 전파 사이에 구별할 수 있는 차이를 만드는 것이다. 물체를 놓고 시야에서 숨길 수 있는 완벽하게 은닉된(100%) 구멍의 달성은 가능성이 없어 보인다. 문제는 다음과 같다:영상을 운반하기 위해 빛이 연속적인 방향 범위에서 전파된다. 물체나 구멍에서 튕겨 나온 전자파의 산란 데이터는 빈 공간을 통해 전파되는 빛에 비해 독특해 쉽게 지각할 수 있다. 빈 공간을 통해 전파되는 빛은 빈 공간과만 일치한다. 여기에는 마이크로파 주파수가 포함된다.[9]

수학적 추리는 빛의 파동 특성 때문에 완벽한 은폐가 가능하지 않다는 것을 보여주지만, 이 문제는 전자기선, 즉 기하학적 광학 영역에는 적용되지 않는다. 불완전성은 임의로 만들 수 있으며, 빛의 파장보다 훨씬 큰 물체에 대해서는 기하급수적으로 작다.[9]

수학적으로, 이것은 n < 1을 암시한다. 왜냐하면 광선은 가장 짧은 길을 따라가고 따라서 이론상으로는 완벽한 은닉을 만들어내기 때문이다. 실제로 위에서 언급한 바와 같이 어느 정도의 허용 가능한 가시성이 발생한다. 유전체(광학물질)의 굴절률 범위는 넓은 스펙트럼에 걸쳐 있어야 은닉이 가능한데, 빈 공간에 파동 전파에 의해 생긴 착각이 있다. 위상 왜곡 없이 물체 주위의 광선을 위한 가장 짧은 경로가 n < 1이 될 이들 장소들. 빈 공간의 인위적인 전파는 마이크로파에서 테라헤르츠 범위에 도달할 수 있었다. 스텔스 기술에서 임피던스 매칭은 반사보다는 비메모리 전자파가 흡수되어 레이더에 의한 탐지를 피할 수 있다. 이러한 일반 원리는 음파에도 적용될 수 있는데, 여기서 지수 n은 대량 값에 대한 파장의 국부 위상 속도의 비율을 설명한다. 따라서 소스가 발생되는 탐지로부터 공간을 보호하는 것이 유용할 것이다. 이것은 또한 음파탐지기로부터의 보호를 암시한다. 더욱이 이러한 일반 원리는 전기학, 유체역학, 고전역학, 양자 혼돈 등 다양한 분야에 적용 가능하다.[9]

수학적으로 파동 전파는 광선이 직선을 따라 전파되는 빈 공간과 구별할 수 없다는 것을 알 수 있다. 매체는 빈 공간에 대한 광학 정합성 매핑을 수행한다.[9]

마이크로파 주파수

그렇다면 다음 단계는 전자기장을 조절하여 물체를 실제로 감추는 것이다. 이제, 제어된 전자기장에 대한 입증되고 이론적인 능력은 새로운 분야인 변환 광학을 열었다. 이 명명법은 물질을 통한 빛의 전파를 위한 가변 경로를 만드는 데 사용되는 좌표 변환에서 유래한다. 이 시연은 프리즘 실험의 성취와 함께 이전의 이론적 처방에 기초한다. 변환 광학 및 재료의 한 가지 가능한 적용은 복사 탐침을 포함하여 입사 방사선에 탐지할 수 없는 볼륨 또는 물체를 렌더링하기 위한 목적으로 전자파 클로킹이다.[3][35][36]

이 시연은 최초로 전자기장으로 물체를 실제로 숨기는 방법으로, 의도적으로 설계된 공간 변동의 방법을 사용한다. 이것은 의도적으로 설계된 전자기원을 메타물질에 내장하는 효과다.[37]

앞에서 논의한 바와 같이, 메타물질에 의해 생산되는 장은 현재 은폐된 볼륨을 둘러싸고 있는 껍질(조정 변형)으로 압축된다. 초기에 이 이론은 뒷받침되었다; 이 실험은 효과가 실제로 발생한다는 것을 증명했다. 맥스웰의 방정식은 변환 좌표를 적용할 때 스칼라로 되어 있으며, 순발성 텐서 및 투과성 텐서만이 영향을 받아 공간적으로 변형이 되며, 다른 축을 따라 방향적으로 의존한다. 연구자들은 다음과 같이 말하고 있다.

이러한 복잡한 물질적 특성을 구현함으로써, 외투에 숨겨진 부피와 외투는 외부로 볼 때 자유 공간의 특성을 갖는 것으로 보인다. 따라서 망토는 파도를 흩뜨리지도 않고, 망토를 탐지할 수 있는 그림자도 주지 않는다. 보이지 않는 다른 접근법은 백스캐터의 감소에 의존하거나, 가려진 물체와 의 성질을 주의 깊게 일치시켜야 하는 공명을 이용한다. ...특히 그라데이션 인덱스 렌즈와 관련하여 [음수지수 메타물질]의 개발의 진전으로 특정 복합소재 성질의 물리적 실현이 가능해졌다. 2차원(2D) 망토를 구현한 것은 3D 망토보다 제작과 측정 요구사항이 단순했기 때문이다.[3]

실제 시연 전에, 두 가지 모두 망토의 효과를 결정하는 데 사용되었기 때문에 시뮬레이션 외에 변환 영역의 실험 한계는 계산적으로 결정되었다.[3]

이 실증 실험 한 달 전인 2006년 9월 음의 굴절 메타물질의 내·외부 전자기장을 공간적으로 지도화하는 실험 결과가 발표되었다.[37] 이것은 혁신적이었다. 왜냐하면 그 이전에는 마이크로파장을 외부에서만 측정했기 때문이다.[37] 이번 9월 실험에서는 2차원 음지수 메타물질에 의한 산란뿐만 아니라, (외부 거시구조 대신) 메타물질 샘플의 미세구조물의 허용성과 투과성을 측정했다.[37] 이것은 평균 유효 굴절 지수를 제공했고, 이는 동질 메타 물질을 가정하는 결과를 낳았다.[37]

이 실험을 위해 이 기법을 사용하여, 메타물질 샘플과 상호 작용하는 마이크로파 방사선의 위상 및 진폭의 공간 매핑을 수행했다. 측정된 필드 맵을 시뮬레이션과 비교하여 망토의 성능을 확인하였다.[3]

이 시연을 위해, 은폐된 물체는 망토의 내부 반지름에 있는 전도성 실린더였다. 이 부피의 공간을 위해 설계된 가장 큰 물체로서, 그것은 가장 실질적인 산란 특성을 가지고 있다. 전도 실린더는 2차원으로 사실상 은폐되었다.[3]

적외선 주파수

메타물질 문헌에서 정의 광 주파수는 원적외선으로부터 가시 스펙트럼을 통해 근적외선에 이르기까지 다양하며, 최소한 일부의 자외선을 포함한다. 문헌에서 광학 주파수를 언급하는 현재까지 이것들은 거의 항상 적외선의 주파수인데, 이는 가시 스펙트럼 아래에 있다. 2009년에 한 연구팀이 광학 주파수를 클로킹한다고 발표했다. 이 경우 클로킹 주파수는 1500nm 또는 1.5마이크로미터(적외선)에서 중심이었다.[38][39]

소닉 주파수

주요 기사: 음향 메타물질

초음파에 적용되는 실험실 메타물질 장치는 2011년 1월에 시연되었다. 40~80kHz 주파수에 해당하는 음향 파장에 적용할 수 있다.

메타물질 음향망토는 물에 잠긴 물체를 숨기도록 설계되었다. 메타물질 클로킹 메커니즘은 의도적인 설계에 의해 음파를 구부리고 비틀어 놓는다.

클로킹 메커니즘은 원통형 구성의 16개의 동심 링으로 구성된다. 각 링에는 음향 회로가 있다. 음파를 2차원으로 유도하기 위해 의도적으로 고안된 것이다.

반지마다 굴절 지수가 다르다. 이것은 음파가 링에서 링까지 속도를 변화시키는 원인이 된다. "음파는 회로의 채널에 의해 유도되어 외측 링을 중심으로 전파되며, 외벽의 외측 층을 감싸기 위해 파도를 구부린다. 그것은 전파되는 음파의 속도를 늦추는 충치의 배열을 형성한다. 실험용 실린더가 물에 잠겼다가 소나에서 사라졌다. 다양한 모양과 밀도의 다른 물체들도 음파 탐지기에 숨겨져 있었다. 음향망토는 40 kHz ~ 80 kHz의 주파수에 대한 효과를 입증했다.[40][41][42][43]

2014년에 연구원들은 반복적인 구멍 패턴이 점점이 있는 플라스틱 시트에서 3D 방음망을 만들었다. 스택의 피라미드형 기하학적 구조와 구멍 배치가 효과를 제공한다.[44]

확산 광 산란 매체의 투명성

2014년에 과학자들은 짙은 물에서 좋은 클로킹 성능을 보여주었고, 안개 속에 싸인 물체가 적절히 메타 물질로 코팅되면 완전히 사라질 수 있다는 것을 보여주었다. 이는 구름, 안개, 우유, 서리유리 등에서 발생하는 빛과 같은 빛의 무작위 산란이 메타트 재료 코팅의 특성과 결합되기 때문이다. 빛이 확산될 때, 물체 주위의 얇은 메타물질 코팅은 빛이 다양한 조명 조건에서 그것을 본질적으로 보이지 않게 만들 수 있다.[45][46]

클로킹 시도

광대역 지상면 망토

변환 광학 기반 망토의 첫 번째 시연에서와 같이 단수점이 아닌 평평한 전도면의 동요를 감추기 위해 맥스웰 방정식에 준직교 좌표로의 변환을 적용하면 섭동 아래에 물체가 숨겨질 수 있다.[47] 이것은 때때로 "카펫" 망토라고 불린다.

위에서 언급한 바와 같이, 원래의 망토는 효과적인 물질적 제약을 충족시키기 위해 공명 메타물질 요소를 활용했음을 입증했다. 이 경우에 준적합성 변환을 활용함으로써, 비적합성 원래 변환이 아닌 필요한 재료 특성이 변경되었다. 기존의 (노래 확장) 망토와는 달리, "카펫" 망토는 덜 극단적인 재료 값을 필요로 했다. 준적합성 카펫 망토는 순발성에만 변화를 주는 비등방성, 비균형성 물질을 필요로 했다. 더구나 순결성은 언제나 긍정적이었다. 이를 통해 비재원 메타물질 요소를 사용하여 망토를 만들 수 있게 되어 대역폭이 크게 증가하였다.

일련의 알고리즘에 의해 안내된 자동화된 공정이 각각 고유의 기하학적 구조를 가진 수천 개의 원소로 구성된 메타물질을 구성하는데 사용되었다. 알고리즘을 개발함으로써 제조 공정이 자동화되었고, 그 결과 9일 만에 메타물질이 제작되었다. 2006년에 사용된 이전의 장치는 비교했을 때 초보적이었으며, 장치를 만드는 데 4개월이 걸렸다.[4] 이러한 차이는 대부분 다른 형태의 변환에 기인한다: 원래의 2006년 망토는 단 하나의 지점을 변환한 반면, 지면 버전은 평면을 변형한 반면, 카펫 망토의 변환은 비적합성이 아니라 준적합성이었다.

다른 탈피 이론

주요 기사: 클로킹 이론

클로킹의 다른 이론들은 보이지 않는 전자기 망토를 생산하기 위한 다양한 과학과 연구에 기반을 둔 이론들을 논의한다. 제시된 이론은 변환 광학, 이벤트 클로킹, 2극 산란 취소, 터널링 광 투과율, 센서와 활성 소스, 음향 클로킹을 채택한다.

제도적 연구

메타물질 분야 연구는 미 해군항공시스템사령부, 미 공군, 미 육군 등 미 정부 과학연구부서로 확산됐다. 다음을 포함한 많은 과학 기관이 관련된다.[citation needed]

이 기술에 대한 연구를 위한 자금후원은 다음과 같은 미국 기관에 의해 제공된다.[48]

이 연구를 통해 전자파장 제어 방법을 개발하면 복사 탐지기 또는 음파 탐지 기술에 의한 탈출, 전자파 범위에서의 통신 개선에 적용할 수 있다는 것이 밝혀졌다; 이 방법은 전자파 내부와 전자파로부터의 물체의 클로킹에 초연 설계와 관련이 있다는 것이 밝혀졌다. 들판[9]

뉴스에서

2006년 10월 20일, 듀크 대학이 전자레인지의 물체를 감싸고 "분해"하는 성과를 거둔 다음 날, AP통신에 의해 이 이야기가 보도되었다.[49] 이 이야기를 다룬 매체에는 USA 투데이, MSNBC의 카운트다운 위드 키스 올버만: 시력 언센, 클록킹 코퍼와 함께한 뉴욕타임스, 투명성을 향한 과학자들, (런던) 등이 포함되었다. 지금 보지 않는 시간—투명성 탐구의 가시적 이득, 얇은 공기 속으로 사라지는 기독교 과학 모니터? 과학자들, 호주 방송, 투명 망토를 가진 로이터 통신, 그리고 '불투명 망토 어 스텝 클로져'[49]를 가진 뉴스 & 옵서버.

2006년 11월 6일, 듀크 대학 연구 개발팀은 2006년 사이언티픽 아메리칸 베스트 50 기사의 일부로 선정되었다.[50]

2009년 11월, "독특한 '메타머티리얼'의 설계와 구축에 대한 연구는 490만 파운드의 자금 지원을 받았다. 메타물질은 보이지 않는 '클러킹' 장치, 소량의 위험물질을 감지할 수 있는 민감한 보안센서, 빛의 파장보다 훨씬 작은 물체를 이미지화하는 데 사용될 수 있는 평면렌즈 등에 사용될 수 있다.[51]

2010년 11월, 스코틀랜드의 세인트 앤드류스 대학의 과학자들은 산업적 응용을 훨씬 더 가깝게 할 수 있는 "Metaflex"라고 불리는 유연한 클로킹 재료가 만들어졌다고 보고했다.[52]

2014년 듀크 엔지니어들이 세계 최초로 3D 음향 장치를 만들었다.[53]

참고 항목

학술지
메타머티리얼즈 도서

참조

  1. ^ a b c d Shalaev, V. M. (2008). "PHYSICS: Transforming Light". Science. 322 (5900): 384–386. doi:10.1126/science.1166079. PMID 18927379. S2CID 206516379.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n Pendry, J.B.; Schurig, D.; Smith, D. R. (2006). "Controlling Electromagnetic Fields" (PDF). Science. 312 (5514): 1780–1782. Bibcode:2006Sci...312.1780P. doi:10.1126/science.1125907. PMID 16728597. S2CID 7967675. Archived from the original (Free PDF download) on 2016-03-04. Retrieved 2010-12-08.
  3. ^ a b c d e f g h i Schurig, D.; et al. (2006). "Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies". Science. 314 (5801): 977–980. Bibcode:2006Sci...314..977S. doi:10.1126/science.1133628. PMID 17053110. S2CID 8387554. A recently published theory has suggested that a cloak of invisibility is in principle possible, at least over a narrow frequency band. We describe here the first practical realization of such a cloak; in our demonstration, a copper cylinder was 'hidden' inside a cloak constructed according to the previous theoretical prescription. The cloak was constructed with the use of artificially structured metamaterials, designed for operation over a band of microwave frequencies. The cloak decreased scattering from the hidden object while at the same time reducing its shadow, so that the cloak and object combined began to resemble empty space.
  4. ^ a b c Merritt, Richard; Smith, DavidR.; Liu, Ruopeng; Ji, Chunlin (2009-01-16). "Summary: New algorithms developed to guide manufacture of metamaterials". Office of News & Communications, Duke University. Archived from the original on February 20, 2009. Retrieved 2009-08-06.
  5. ^ a b Kildishev, A.V.; Shalaev, V.M. (2007). "Engineering space for light via transformation optics" (PDF). Optics Letters. 33 (1): 43–45. arXiv:0711.0183. Bibcode:2008OptL...33...43K. doi:10.1364/OL.33.000043. PMID 18157252. S2CID 15407450. Retrieved 2010-02-14.
  6. ^ a b c d e Engheta, Nader; Richard W. Ziolkowski (June 2006). Metamaterials: physics and engineering explorations. Wiley & Sons. pp. xv, Chapter 1, Chapter 2. ISBN 978-0-471-76102-0.
  7. ^ a b Chen, Huanyang; C. T. Chan, C.T. and Sheng, Ping (April 23, 2010). "Transformation optics and metamaterials". Nature Materials. 9 (5): 387–396. Bibcode:2010NatMa...9..387C. doi:10.1038/nmat2743. PMID 20414221. S2CID 205404142. Underpinned by the advent of metamaterials, transformation optics offers great versatility for controlling electromagnetic waves to create materials with specially designed properties. Here we review the potential of transformation optics to create functionalities in which the optical properties can be designed almost at will. This approach can be used to engineer various optical illusion effects, such as the invisibility cloak.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  8. ^ a b c "Waves & Metamaterials". Research & Faculty. Duke University – Pratt School of Engineering. December 3, 2010. Retrieved 2011-01-10.
  9. ^ a b c d e f g h Leonhardt, Ulf (Jun 2006). "Optical Conformal Mapping" (PDF). Science. 312 (5781): 1777–1780. Bibcode:2006Sci...312.1777L. doi:10.1126/science.1126493. PMID 16728596. S2CID 8334444. Archived from the original (Free PDF download) on 2016-03-04. Retrieved 2010-12-08.
  10. ^ "Transformation Optics May Usher in a Host of Radical Advances". Azonano Nanotechnology (magazine). online: AZoM.com Pty.Ltd. October 17, 2008. pp. 1 of 1. Retrieved 2010-05-24.
  11. ^ Pendry, Sir John (2006). "Transformation Optics". Imperial College, London. Archived from the original (online free access to description of Transformation Optics) on 2009-08-15. Retrieved 2010-05-24.
  12. ^ Schurig, David; David Smith; Steve Cummer (2008). "Transformation Optics and Cloaking". Center for Metamaterials & Integrated Plasmonics. Retrieved 2010-05-24.
  13. ^ Service, R. F.; Cho, A (17 December 2010). "Strange New Tricks With Light". Science. 330 (6011): 1622. Bibcode:2010Sci...330.1622S. doi:10.1126/science.330.6011.1622. PMID 21163994.
  14. ^ a b c Hotz, Robert Lee (2010-03-07). "Behold the Appearance of the Invisibility Cloak". Wall Street Journal. pp. Printed in The Wall Street Journal, page A7, Science Journal section. Retrieved 2010-03-04.
  15. ^ a b c d e f g Hapgood, Fred; Grant, Andrew (2009-03-10). "Metamaterial Revolution: The New Science of Making Anything Disappear". Discover. pp. 4 pages. Archived from the original on 2019-03-31. Retrieved 2015-04-12.
  16. ^ Diane Fisher, Nancy Leon, Alexander Novati, [1]; et al. (2008-06-17). "Space Place – Glossary" (Public Domain – NASA web site). NASA. Retrieved 2010-03-08. {{cite web}}: 외부 링크 위치 first= (도움말)CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  17. ^ Gregory Hallock Smith (2006). Camera lenses: from box camera to digital. SPIE Press. p. 4. ISBN 978-0-8194-6093-6.
  18. ^ a b c "First Demonstration of a Working Invisibility Cloak". Office of News & Communications Duke University. Archived from the original on 2009-07-19. Retrieved 2009-05-05.
  19. ^ Smith, D. R.; Padilla, Willie; Vier, D.; Nemat-Nasser, S.; Schultz, S. (2000). "Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity". Physical Review Letters. 84 (18): 4184–7. Bibcode:2000PhRvL..84.4184S. doi:10.1103/PhysRevLett.84.4184. PMID 10990641.
  20. ^ McDonald, Kim (2000-03-21). "UCSD Physicists Develop a New Class of Composite Material with 'Reverse' Physical Properties Never Before Seen". UCSD Science and Engineering. Retrieved 2010-12-17.
  21. ^ Petit, Charles (2009-11-21). "Invisibility Uncloaked". Science News. 176 (11): 18. doi:10.1002/scin.5591761125. Retrieved 2010-04-10.
  22. ^ a b c Mourad, Zghal; et al. (2007-06-03). Nantel, Marc (ed.). "The first steps for learning optics: Ibn Sahl's, Al-Haytham's and Young's works on refraction as typical examples" (Free PDF download. Permanent citation link). OSA Technical Digest Series: ETOP(2007) ESB2. Tenth International Topical Meeting on Education and Training in Optics and Photonics. Conference Paper: 01 (7 pages). Bibcode:2007SPIE.9665E..09Z. doi:10.1117/12.2207465. S2CID 13875045. Retrieved 2010-04-27. {{cite journal}}: 외부 링크 위치 format= (도움말)
  23. ^ a b Smith, A. Mark (1996). Ptolemy's Theory of Visual Perception– An English translation of the Optics. The American Philosophical Society. ISBN 978-0-87169-862-9. Retrieved 2009-06-27.
  24. ^ a b 호킹에게 아르키메데스의 윌레브로드 스넬: 과학의 법칙과 그 뒤의 위대한 정신들 (클리퍼드 A) 픽오버, 2008년.
  25. ^ Smith, D.R.; Research group of David R. Smith (2009-03-13). "Smith lab featured in Wall Street Journal" (Novel Electromagnetic Media, Meta Group, Duke U). Duke University. Retrieved 2010-03-04.
  26. ^ Hirose, Akira (2010-03-05). Chavel, Pierre H; Miller, David A. B; Thienpont, Hugo (eds.). "Wave Aspects of Light". Proc. SPIE. Optics in Computing '98. 3490: 95. Bibcode:1998SPIE.3490...95H. doi:10.1117/12.308894. S2CID 62568451.
  27. ^ Itzkoff, D. (2008-03-13). "Why Don't We Invent It Tomorrow?" (Popular accounting of the cloaking device in the New York Times.). Paper Cuts. New York Times. Retrieved 2010-03-05.
  28. ^ a b Chang, Kenneth (June 12, 2007). "Light Fantastic: Flirting With Invisibility". New York Times. Retrieved 2010-05-21.
  29. ^ a b c Rincon, Paul (2006-10-19). "Experts test cloaking technology". BBC News. Retrieved 2008-08-05.
  30. ^ Ornes, Stephen (2010-02-15). "The science of disappearing" (This article is a brief overview of the first cloaking demonstration (2006) and recounted in February 2010.). ScienceNews the Magazine of the Society for Science & the Public. Retrieved 2010-03-06.
  31. ^ Padilla, Willie J.; Smith, David R.; Basov, Dimitri N. (2006-03-01). "Spectroscopy of metamaterials from infrared to optical frequencies" (PDF). JOSA B. 23 (3): 404–414. Bibcode:2006JOSAB..23..404P. doi:10.1364/JOSAB.23.000404. Archived from the original (PDF) on 2011-06-04. Retrieved 2010-02-01.
  32. ^ Zouhdi, Saïd; Ari Sihvola, Alexey P. Vinogradov (December 2008). Metamaterials and Plasmonics: Fundamentals, Modelling, Applications. New York: Springer-Verlag. pp. 3–10, Chap. 3, 106. ISBN 978-1-4020-9406-4.
  33. ^ Smith, David R. (2006-06-10). "What are Electromagnetic Metamaterials?". Novel Electromagnetic Materials. The research group of D.R. Smith. Archived from the original on July 20, 2009. Retrieved 2009-08-19.
  34. ^ Veselago, V. G. (1968). "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of [permittivity] and [permeability]". Soviet Physics Uspekhi. 10 (4): 509–514. Bibcode:1968SvPhU..10..509V. doi:10.1070/PU1968v010n04ABEH003699.
  35. ^ David R. Smith Duke U. Engineering (2009). "Novel Electromagnetic Media — Research Group of David R. Smith". Meta Group Duke University. Retrieved 2009-07-15.
  36. ^ Schurig, D.; Pendry JB, Smith DR (September 29, 2006). "Calculation of material properties and ray tracing in transformation media" (PDF). Opt Express. 14 (21): 9794–9804. arXiv:physics/0607205. Bibcode:2006OExpr..14.9794S. doi:10.1364/OE.14.009794. PMID 19529371. S2CID 485494. Archived from the original (Free PDF download) on June 26, 2010. Retrieved December 27, 2010.
  37. ^ a b c d e Justice, BJ; Mock JJ, Guo L, Degiron A, Schurig D, Smith DR. (2006). "Spatial mapping of the internal and external electromagnetic fields of negative index metamaterials". Optics Express. 14 (19): 8694–8705. Bibcode:2006OExpr..14.8694J. doi:10.1364/OE.14.008694. PMID 19529250. S2CID 40725177.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  38. ^ Gabrielli; Jaime Cardenas; Poitras; Michal Lipson (2009). "Silicon nanostructure cloak operating at optical frequencies". Nature Photonics. 3 (8): 461–463. arXiv:0904.3508. Bibcode:2009NaPho...3..461G. doi:10.1038/nphoton.2009.117. S2CID 19395895.
  39. ^ Filiberto Bilotti; Simone Tricarico; Lucio Vegni (2008). "Plasmonic metamaterial cloaking at optical frequencies". arXiv:0807.4945 [physics.optics].
  40. ^ Laboratory News. "Watery success for Acoustic cloak". Metropolis International Group Ltd. Archived from the original (Online article) on July 24, 2011. Retrieved February 12, 2011. Researchers from the University of Illinois – led by mechanical science and engineering professor, Nicholas Fang – have developed an acoustic cloak which renders submerged objects invisible.
  41. ^ Nelson, Bryn (January 19, 2011). "New metamaterial could render submarines invisible to sonar". Defense Update. Archived from the original (Online) on January 22, 2011. Retrieved 2011-01-31.
  42. ^ "Acoustic cloaking could hide objects from sonar". Information for Mechanical Science and Engineering. University of Illinois (Urbana-Champaign). April 21, 2009. Archived from the original (Online) on February 17, 2011. Retrieved 2011-02-01.
  43. ^ "Newly Developed Cloak Hides Underwater Objects From Sonar". U.S. News – Science. 2011 U.S. News & World Report. January 7, 2011. Archived from the original (Online) on February 17, 2011. Retrieved 2011-06-01.
  44. ^ Quick, Darren (March 11, 2014). "World's first 3D acoustic cloaking device created". Gizmag.
  45. ^ Smith, David R. (25 July 2014). "A cloaking coating for murky media". Science. 345 (6195): 384–5. Bibcode:2014Sci...345..384S. doi:10.1126/science.1256753. PMID 25061192. S2CID 206559590.
  46. ^ Schittny, R.; Kadic, M.; Buckmann, T.; Wegener, M. (25 July 2014). "Invisibility cloaking in a diffuse light scattering medium". Science. 345 (6195): 427–9. Bibcode:2014Sci...345..427S. doi:10.1126/science.1254524. PMID 24903561. S2CID 206557843.
  47. ^ Liu, R; Ji, C; Mock, J. J.; Chin, J. Y.; Cui, T. J.; Smith, D. R. (January 16, 2009). "Broadband Ground-Plane Cloak". Science. 323 (5912): 366–369. Bibcode:2009Sci...323..366L. doi:10.1126/science.1166949. PMID 19150842. S2CID 206516809.
  48. ^ Smith, David R.; NAVAIR, SensorMetrix, AFOSR, ARO, DARPA, NGA, MURI, and multiple universities (2009). "Programs Collaborators Funding". Duke University. Archived from the original on August 19, 2009. Retrieved 2009-07-04.{{cite web}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  49. ^ a b "Duke University in the News: Invisibility Could Become a Reality" (Press release). 2006. Archived from the original on August 18, 2009. Retrieved 2009-06-30.
  50. ^ "Invisibility Cloak Lands Duke Engineers on 'Scientific American 50'" (Press release). 2006. Archived from the original on June 19, 2010. Retrieved 2009-06-30.
  51. ^ Reeves, Danielle (November 12, 2009). "£4.9 million to develop metamaterials for 'invisibility cloaks' and 'perfect lenses'" (news release). Imperial College London press office. Retrieved 2010-12-30.
  52. ^ 가시 파장의 유연한 메타 물질, Andrea Di Palco et al. 체육로12113006번길
  53. ^ "Acoustic Cloaking Device Hides Objects from Sound - Duke Pratt School of Engineering". www.pratt.duke.edu. 11 March 2014.

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