Метаматериалы — будущее науки

 

9 Февраля 2010

Метаматериалы — будущее науки

Лауреатами премии президента стали четверо молодых ученых, уникальные работы которых совершили переворот в отечественной науке. Они не только совершили громкие научные открытия, но и способствовали их внедрению в производство. Мы горды тем, что престижной государственной награды был удостоен наш соотечественник, питерский ученый Павел Белов, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник кафедры фотоники и оптоинформатики Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. Поле его деятельности — исследования в новейшей области современной физики (сформировавшейся 10 лет назад), физики метаматериалов.

П. А.Беловым опубликовано более 50 научных статей в реферируемых научных журналах, 10 глав в книгах и более 80 докладов на международных конференциях. Он является обладателем медали Международного общества техники и технологий за заслуги в области электродинамики (IET Achievement Award, 2006) и лауреатом Международной премии имени первооткрывателя голографии Дениса Габора (International Dennis Gabor Award, 2003). В настоящее время Павел Белов руководит группой молодых ученых родного университета.
Молодому радиофизику, защитившему диссертации в СПбГУ ИТМО и в Хельсинском техническом университете, а также успевшему попрактиковаться в Южной Корее и многих европейских странах, под руководством К. Р. Симовского удалось разработать определенный класс метаматериалов, которые позволяют передавать изображения со сверхразрешением (т. е. много меньшим длины волны используемого излучения). Полученные Павлом результаты имеют большое практическое значение, поскольку они могут радикальным образом изменить концепции конструирования оптических и микроволновых компонент различных устройств и тем самым привести к революции в информационно-телекоммуникационных технологиях.

Что такое метаматериалы и каково их применение в реальной жизни, мы попросили рассказать Павла Белова:
— Прежде всего хочу отметить, что я теоретик, занимающийся исследованиями в области метаматериалов, достаточно молодом направлении современной физики. Я занимаюсь этими исследованиями уже около 10 лет и сейчас привлекаю к ним молодых ученых нашего вуза. Метаматериалы —  это новое понятие, обозначающее материал, структура которого определенным образом упорядочена для того, чтобы взаимодействовать с электромагнитным излучением. Создавая на поверхности правильные ряды микроскопических столбиков или выстраивая сложным образом переплетенную трехмерную сеть из пластин металла, можно добиться того, что такой материал поведет себя как линза, будучи при этом совершенно плоским. Тем самым удается преодолеть классический дифракционный предел разрешения для оптических линзовых систем, который долгое время казался непреодолимым даже теоретически! Также метаматериалы могут проявить еще более необычные свойства — вплоть до того, что укрытый метаматериалом объект может стать невидимым (правда, пока что это только теория: полноценного «плаща-невидимки» в скором времени ждать не приходится).

При помощи метаматериалов становится возможным создание устройств с такими характеристиками, которые долгое время казались просто недостижимыми, например наноскопов, аналогов микроскопов, но с разрешением в несколько нанометров; нанокомпонент для оптических компьютеров. В ближайшем будущем метаматериалы будут применяться, например, для создания компактных антенн мобильных телефонов, для дистанционного обнаружения оружия под одеждой,  наконец, в медицинской технике для улучшения чувствительности томографов и создания нового поколения аппаратуры, позволяющей производить трехмерное сканирование тела при помощи терагерцового излучения, тем самым не нанося вреда тканям в отличие от рентгеновских аппаратов.
За метаматериалами — будущее. И сейчас в университете я готовлю кадры, которые смогут в дальнейшем воплотить в жизнь самые смелые задумки и начинания.

Короткая ссылка на новость: https://www.nstar-spb.ru/~RbtCc