Одежда из квантового материала поможет спрятаться от ИК-камер

Как известно, инфракрасные камеры обнаруживают людей и другие объекты по выделяемому ими теплу, и скрыться от таких приборов практически невозможно. Тем не менее, ученые нашли материал, способный «обмануть» ИК-камеры, пряча температурные свойства отдающего тепло тела.

Обнаруженный эффект работает с диапазоном температур, и в будущем сможет использоваться для людей и транспортных средств, став одним из компонентов технологии «стелс». Таким уникальным материал делает его квантовая природа – свойство, которое не способна объяснить классическая физика.

Исследование, опубликованное вчера в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, делает нас на шаг ближе к открытию полного потенциала квантовых материалов.

В принципе, сам по себе обман инфракрасных камер не нов. Ученые уже разработали материалы, состоящие из графена и черного кремния, которые способны взаимодействовать с электромагнитным излучением и скрывать объекты от ИК-камер.

Реклама на Компьютерре

Однако способ, при помощи которого квантовый материал обманывает инфракрасную камеру в новом исследовании, является уникальным – по сути, он отделяет температуру тела от его ИК-излучения. Такое расщепление позволяет спрятать информацию о температуре тела от инфракрасной камеры. Открытие не нарушает законов физики, но предполагает, что эти законы могут быть более гибкими, чем принято считать.

Квантовым явлениям свойственно удивлять. Некоторые свойства материала под названием оксид самарийникель (samarium nickel oxide), до сих пор являются загадкой, несмотря на то, что он был открыт несколько десятилетий назад.

Один из участников исследования, профессор материаловедения университета Пердью Шрирам Раманатан (Shriram Ramanathan) занимается изучением оксида самарийникеля в течение десяти лет. В начале этого года его лаборатория обнаружила удивительное свойство этого материала – оказывается, он способен быть хорошим изолятором электрического тока в условиях среды с низким содержанием кислорода, нежели нестабильным проводником при удалении кислорода из его молекулярной структуры.

Дополнительно, оксид самарийникеля относится к числу немногочисленных материалов, способных при высоких температурах переключаться из изолирующей фазы в проводящую. По мнению еще одного участника исследования, ученого Висконсинского университета Михаила Каца (Mikhail Kats), материалы с таким свойством могут обладать способностью отделять температуру от теплового излучения.

«Обычно при нагревании или охлаждении материала электрическое сопротивление меняется медленно. Но в случае с оксидом самарийникеля  сопротивление изменяется нетрадиционным образом, от изолирующего состояния к проводящему, что сохраняет его свойства ИК-излучения практически одинаковыми для определенного диапазона температур», — объясняет Раманатан.

А поскольку инфракрасное излучение не меняется при изменении температуры, это означает, что они расщепляются в диапазоне более 30 градусов.

По словам Каца, результаты исследования открывают возможности не только для скрытия информации от инфракрасных камер, но и для создания новых видов оптических устройств и даже оптимизации самих ИК-камер.

«Мы хотим изучить этот материал и связанные с ним оксиды никеля на предмет использования в качестве компонентов ИК-камер, таких как настраиваемые фильтры, оптические ограничители, защищающие сенсоры и новые сенсорные оптические датчики», — говорит Кац.

Источник