Metamaterialen zijn anders dan alle andere materialen. Zó anders, dat je er dingen mee kunt die tot voor kort sciencefiction leken: dingen onzichtbaar maken, met lenzen inzoomen tot op molecuulniveau en – in elk geval in theorie – aardbevingen ombuigen. Hoe werken deze bizarre materialen?
Voor gek werd hij verklaard, Victor Verselago. Het was 1967 en de Russische natuurkundige had zojuist berekend dat er materialen zouden kunnen bestaan met een negatieve brekingsindex; materialen dus waarin licht ‘de andere kant’ op breekt dan we gewend zijn. Tot dan toe kende men alleen doorzichtige materialen met een positieve brekingsindex. Niet zo gek dus dat bijna niemand de fysicus geloofde.
Maar ruim dertig jaar later kreeg Verselago – inmiddels in de vergetelheid geraakt – onverwacht alsnog gelijk. Het lukte David Smith en zijn collega’s in San Diego namelijk om precies zo’n materiaal te fabriceren als de Rus had voorspeld. Een metamateriaal welteverstaan, dat eigenschappen heeft die nergens anders in de natuur voorkomen. In Smiths materiaal word licht zo gemanipuleerd dat het zich heel anders gaat gedragen.
Inmiddels zijn we alweer een paar stappen verder en wordt er in vooraanstaande wetenschappelijke bladen gepubliceerd over onzichtbaarheidsmantels en superlenzen, waarmee je details kunt zien die kleiner zijn dan de golflengte van licht. En dat allemaal dankzij metamaterialen, die tot nog veel meer in staat zijn dan alleen een negatieve breking.
Dit is het eerste gedeelte van een artikel uit KIJK 11/2011, in de winkel van 23 september tot en met 20 oktober. De tekst werd geschreven door Roel van der Heijden.
Meer informatie:
Beeld: University of California, San Diego