Университет XXI века Метаисследования

Одним из перспективных направлений в области физики являются исследования в области нелинейных, динамических и нелокальных метаматериалов для оптических, микроволновых и телекоммуникационных технологий. Работами в этом направлении руководит выпускник нашего университета П.А. Белов.

Лаборатория «Метаматериалы», созданная в конце 2010 г. на кафедре фотоники и оптоинформатики – результат работы последних лет научной группы Павла Александровича Белова в новой области – физики метаматериалов.

[img width="300" float="right" src="/photos/127/04_1.jpg" onclick="'127/big/04_1.jpg',800,600"]Ученая династия (слева направо) сидят: П.А. Белов, заведующий лабораторией, Ю.С. Кившар, научный руководитель, М.К. Ходзицкий, заведующий микроволновым направлением исследований; стоят: Сергей Косульников (гр.4350) и Александр Чебыкин (гр.5350), инженеры[/img]

Лаборатория занимается созданием сложных нелинейных метаматериалов, которые в будущем могут кардинально изменить многие технологии, в основном оптические. Существующие в природе нелинейные свойства обычных веществ обычно очень слабые. Мы работаем над созданием материалов с усиленной в миллионы раз нелинейностью. Приложения разработок могут возникнуть в процессе исследований, как это произошло с невидимостью. Изначально никто не думал, что покрытия могут делать объекты невидимыми, но оказалось, что это вполне реализуемо.

Согласно оценкам ведущих специалистов, нелинейные метаматериалы – это передний край исследований. Как только в данном направлении удастся добиться серьезных успехов, на их основе будет создано множество разработок для практического применения.

Уже сейчас метаматериалы применяются: в информационно-телекоммуникационных технологиях для миниатюризации компонент оптических и электронных устройств; в медицинской технике для улучшения чувствительности томографов и создания нового поколения аппаратуры, позволяющей производить трехмерное сканирование тела, не нанося вреда тканям.

Заведующий лабораторией П.А. Белов в 2000 г. с отличием закончил наш университет (кафедра компьютерных технологий) и остался работать в вузе. Он защитил две кандидатских диссертации: одну по оптике и радиофизике у нас, а другую в Финляндии в Хельсинском техническом университете и докторскую по теме «Передача распределений электромагнитного поля со сверхразрешением при помощи предельно анизотропных метаматериалов». П.А. Белов – лауреат Премии Презиндента Российской Федерации 2009 г. в области науки и инноваций для молодых ученых.

Научным руководителем созданной лаборатории является приглашенный ведущий ученый, академик Австралийской академии наук Юрий Семенович Кившар. Он работал в Физико-техническом институте низких температур в Харькове, научных центрах Америки, Франции, Испании, Германии и с 1993 г. в Австралийском Национальном университете.

В настоящее время в лаборатории работают около 30 человек, из них два доктора наук, девять кандидатов наук (семь молодых кандидатов наук), два докторанта, три аспиранта и восемь студентов. Сотрудники лаборатории регулярно становятся победителями различных премий и грантов, например, таких как стипендия SPIE, IEEE MTTS Graduate Fellowship, конкурса грантов для студентов, аспирантов вузов и академических институтов, конкурса грантов для студентов и аспирантов фонда «Династия».

[div width="300" float="right" border="1px solid #7FA99B" color="#7FA99B"]

Концепция метаматериалов является принципиально новым подходом, позволяющим конструировать материалы основываясь на свойствах, которые от них требуются, а не от ограниченной базы уже существующих. Они обладают электромагнитными свойствами, которых не существует в природе. Например, разработаны метаматериалы для передачи изображений с разрешением много меньше длины волны. Это позволяет увидеть детали размером в несколько нанометров и снимает фундаментальные ограничения, которые считались ранее непреодолимыми.

[/div]

В лаборатории ведутся работы по нескольким научным грантам Министерства образования и науки РФ. Например, в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы, а также в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» и др.

Мы тесно сотрудничаем с иностранными научными группами и учеными, занимающимися исследованиями в области метаматериалов, такими как: Атик Рахман и Янг Хао (Университет Королевы Марии, Лондон, Великобритания), Марио Сильверинья (Институт телекоммуникаций, Коимбра, Португалия), Андре Алу (Техасский университет в Остине, Техас, США), Сергей Третьяков (Университет Аалто, Эспоо, Финляндия), Сергей Тарапов (Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова, Харьков, Украина).

Для практического внедрения результатов интеллектуальной деятельности лаборатории (ноу-хау «Способ повышения чувствительности и разрешающей способности магнитно-резонансных томографов на основе метаматериалов») под руководством П.А. Белова в 2010 г. создано общество с ограниченной ответственностью «МЕТА-МРТ».