Dzięki finansowanym przez Komisję Europejską badaniom w dziedzinie nanotechnologii jesteśmy o krok bliżej do wynalezienia „peleryny-niewidki”, jaką nosił Harry Potter.

Naukowcom z Niemiec, Grecji, Turcji i Wielkiej Brytanii udało się załamać światło dzięki zastosowaniu nanotechnologii. Otwiera to drogę nie tylko potencjalnym zastosowaniom w soczewkach i optyce, ale również egzotycznym urządzeniom trójwymiarowym, takim jak peleryna-niewidka. Chociaż obecnie udało się pokryć jedynie przedmioty, których rozmiar nie przekracza milimetra, w ramach projektu odkryto ważną zasadę pozwalającą na manipulację właściwościami optycznymi materiałów w sposób uznawany dotąd za niemożliwy. Projekt należy do inicjatywy Komisji mającej na celu wsparcie badań o dużym stopniu ryzyka w zakresie przyszłych i nowych technologii informatycznych, stanowiącej jeden z celów europejskiej agendy cyfrowej (zob. IP/10/581, MEMO/10/199 i MEMO/10/200)

Wiceprzewodnicząca Komisji Europejskiej odpowiedzialna za agendę cyfrową, Neelie Kroes, stwierdziła: „Jestem pełna podziwu dla wynalazczości naukowców europejskich. Dzięki temu projektowi osiągnęliśmy w rzeczywistości zjawisko znane dotychczas tylko z filmowych efektów specjalnych. Takie pionierskie badania są niezbędne, by zbudować podstawy dla nowych technologii kluczowych dla konkurencyjności Europy.”

Uczestniczący w projekcie PHOME naukowcy opracowali i zbudowali „fotoniczne meta-materiały”, które wpływają na zachowanie promieni światła. Przełomowe odkrycie opiera się na zasadach optyki transformacyjnej, nad którą zespół badaczy prowadził pionierskie badania.

„Peleryna-niewidka” składa się z bardzo drobnych pręcików o przekroju zaledwie kilkuset nanometrów, które tworzą strukturę podobną do sągu drewna. Pręciki są precyzyjnie ułożone, w taki sposób, aby mogły częściowo zaginać fale światła.

Zmieniając prędkość i kierunek światła, naukowcom udało się zagiąć fale wokół wybrzuszenia wielkości jednego mikrometra, co spowodowało, że jest ono niewidzialne w trzech wymiarach, dla długości fal zbliżonych do tych odbieranych oczami człowieka. Trwają pracę nad rozszerzeniem tego efektu na spektrum widzialne dla człowieka. Oczekuje się, że uda się to osiągnąć do stycznia..

Do tej pory udawało się osiągnąć efekt niewidzialności tylko w dwóch wymiarach. Ukryty przedmiot był niewidzialny dla obserwatora spoglądającego na niego z przodu, ale oglądany na przykład z boku stawał się widoczny. Dzięki temu badaniu po raz pierwszy udało się stworzyć urządzenie kryjące przedmiot we wszystkich trzech wymiarach.

Wyniki badań mogłyby w przyszłości stać się podstawą całkowicie nowych składników optycznych, takich jak idealna soczewka, urządzenia do przechowywania światła czy ważne elementy laserów i urządzeń optoelektronicznych, takie jak modulatory czy izolatory. Chociaż prawdziwa peleryna-niewidka jest jeszcze, przy obecnym stanie nauki i techniki, nieosiągalna, dzięki prowadzonym badaniom udowodniono ważną zasadę, którą do niedawna uznawano za niemożliwą.

Kontekst

Badania w ramach projektu PHOME rozpoczęto w kwietniu 2008 r. Mają się one zakończyć w 2011 r. Całkowity koszt projektu wyniesie 1,88 mln euro, z czego Komisja wniesie 1,43 mln euro z budżetu na badania technologii informacyjno-komunikacyjnych w ramach 7. programu ramowego w zakresie badań i rozwoju na lata 2007-2013.

W związku z sukcesem programu w zakresie przyszłych i nowych technologii informatycznych (FET-Open) w prowadzeniu przełomowych badań Komisja zaproponowała podwojenie finansowania w tej dziedzinie do 2015 r. (MEMO/10/140 i IP/09/608).

Program FET-Open pozostaje otwarty dla nowych propozycji o wysokim potencjale badawczym i długoterminowej wizji. Nad projektami PHOME pracują naukowcy z trzech europejskich instytucji akademickich: Fundacji Badań i Technologii (Grecja), Instytutu Technologii w Karlsruhe (Niemcy) i Imperial College London (Wielka Brytania). Dzięki układowi o stowarzyszeniu w zakresie badań z UE partnerem projektu jest Uniwersytet Bilkent w Turcji.

Więcej na temat projektu: http://esperia.iesl.forth.gr/~ppm/PHOME/