metaanyagok

Olyan anyagok, amelyeknek (elsősorban optikai és elektromágneses) tulajdonságai nem annyira az összetételüknek, hanem elsősorban a szerkezetüknek köszönhetők.
Egyik megfogalmazás szerint olyan makroszkopikus kompozit anyagok, amelyek mesterséges, három dimenziós, periodikusan ismétlődő parányi elemekből épülnek fel olyan optimális kombinációt alkotva, amely a természetben nem található két vagy több reakciót ad a specifikus gerjesztésre. (Az elemek méretét és egymástól való távolságát úgy kell megválasztani, hogy az jóval kisebb legyen a felhasználandó elektromágneses sugárzás hullámhosszánál. Ebben az esetben a beeső elektromágneses hullám nem tudja megkülönböztetni az egyes elemeket, homogénnek látja a metaanyagot. Az egyik összetevő az elektromos, a másik a mágneses tulajdonságért felel. Az építőelemek parányi hurkok, vezetődarabok, ezeket helyezik el szabályosan ismétlődő rendben - a képen)
A negatív anyagi jellemzőkkel bíró metaanyagok paraméterei függenek az elektromágneses hullámok frekvenciájától, tehát a paraméterek értéke a frekvenciával együtt változik. Ugyanakkor a negatív paraméterű anyagok a pozitívokkal szemben csak viszonylag keskeny frekvenciatartományban használhatók. Ezzel magyarázható a metaanyagok hiánya a természetben, a negatív elektromos, illetve mágneses jellemzők ugyanis más-más frekvenciatartományban jelennek meg. A fizika törvényei ugyanakkor nem zárják ki, nem teszik eleve lehetetlenné, hogy a két paraméter egyszerre vegyen fel negatív értéket.

A metanyagok számos ígéretes megoldást kínálnak a jövőben.
Ilyen negatív törésmutatójú metanyagokkal sikerült "láthatatlanná tenni" kisebb tárgyakat egy bizonyos hullámhosszon. (A fény egyszerűen "körülfollya", mint a folyó a benne lévő követ.)

A metaanyagok bármilyen jól ismert anyagból, például fémekből, vagy félvezetőkből is felépülhetnek, ám mivel belső szerkezetük eltér a hagyományostól, fizikai jellemzőik alaposan megváltoznak. Így a megszokottól eltérően reagálnak a fényre és az egyéb elektromágneses sugarakra.

Negatív törésmutatójú metaanyag.

(Ha például egy optikai lencse metaanyagból állna, akkor ebben a fénytörés jelensége az elvárttól éppen ellentétesen alakulna; a domború lencse nem fókuszálná, hanem szórná a fényt, és fordítva, a szórólencse gyűjtőként viselkedne.)

Felhasznált irodalom