Народный учебник вышивки. Геофизика: метод преломленных волн Метод преломления нитей в вышивке

На поверхности грунта переломленные волны регистрируются при помощи стандартных или специализированных сейсморазведочных станций, которые располагаются на определенном расстоянии от источника или пункта взрыва. Чем дальше отдаляться от пункта взрыва, тем более возрастает частота наблюдаемых преломлённых волн.

Наиболее распространенным вариантом этого метода является корреляционный метод преломленных волн, основанный на изучении первых и последующих вступлений преломленных волн, исследовании формы их колебаний и их фазовой корреляции. При проведении простых геологических исследований изучают только первые вступления (метод первых вступлений).

Изучать разнообразные физические явления на поверхности земли, а также в скважинах и горных выработках сегодня возможно только применяя инженерно-геологические изыскания в комплексе с геофизическими, гидрогеологическими и другими исследованиями . Сейсморазведка относится к разновидностям геофизической разведки и включает в себя совокупность методов исследования геологии земной поверхности. Данный вид разведки основан на изучении распространения в земной коре искусственно созданных упругих волн. Инженеры искусственно создают эффект взрыва или мощного удара, под действием которого упругие волны начинают распространяться в разные стороны от самого источника возбуждения, тем самым проникая в толщу земной коры на достаточно большую глубину. В процессе сейсморазведки с помощью специальной аппаратуры можно определить глубину залегания геологических границ (в том числе и их форму), где произошло преломление волны. Геология участка в данном случае также в полной мере исследуется.

Методы сейсморазведки

Сейсморазведка выделяет два основных метода исследования:

• Метод отраженных волн;
• Метод преломленных волн.

Наиболее применяемым методом считается сейсморазведка методом преломленных волн . Данный метод основан на проникновении в толщу земли упругих волн, вызванных искусственно созданным взрывом или ударом, на достаточно большую глубину, и последующем возврате их к поверхности земли. Такое преломление происходит из-за объяснимого в геологии явления, когда с увеличением глубины проникновения скорость также увеличивается.

Сейсморазведка методом преломленных волн позволяет определить литологический состав горных пород, которые находятся в исследуемом слое земной поверхности. При этом не редко геологические изыскания проводятся с применением нескольких геофизических или геологических методов исследования. В этом случае эффективность сейсморазведки возрастает во много раз.

Благодаря эффекту преломления волн данный метод сейсморазведки получил широкое промышленное применение. Данный метод основывается на регистрации волн, которые проходят значительный отрезок пути в пластах земной поверхности, характеризующихся увеличением скорости движения по сравнению с вышележащими слоями. И уже на определенном этапе удаления волн от источника возбуждения они начинают обгонять все остальные волны. Благодаря этому возможна их регистрация специальными датчиками.

Области применения метода

В первую очередь сейсморазведка методом преломленных волн позволяет изучить строение земной коры и мантии на глубину вплоть до 200 км и более. В данном случае можно детально исследовать кристаллический фундамент (его блоковую структуру). Это возможно за счет картирования фундамента по величинам различных физических параметров. Такое детальное исследование кристаллического фундамента позволяет открывать новые источники рудных полезных ископаемых. Не малую роль сейсморазведка играет при строительстве каких-либо промышленных объектов (таких как гидроэлектростанция). В данной области также важно учитывать характер разломов, а также других субвертикальных образований.

Также сейсморазведка методом преломленных волн занимает лидирующие позиции в решении задач геолого-технического обоснования проектирования и строительства различных зданий (сооружений).

От чего зависит главным образом ровность крестиков на лице?

Мне кажется, что ровность лица моей вышивки частично зависит от того, что я всегда расправляю ниточки, слежу, чтоб они не перекручивались.
НО! Я считаю, что самое важное для ровности - это вышивание по рядам .
Именно это, а не парковка.
Парковка просто сокращает количество закрепок нитки. Это тоже уменьшает бугристость при сложной вышивке. За счет многочисленных протяжек, как это не странно, но толщина вышивки выравнивается, она не станет тоньше, но зато получится равномернее.

А вот за счет вышивания по рядам, причем в ряду все крестики по порядку как они на схеме,

• во первых, все крестики ложатся одинаково (каждая палочка крестика у меня ложится в одном и том же направлении - сверху вниз),
• во вторых, при переводе нитки с нижнего ряда в верхний, в нижнем нитка уходит под крестик, а при парковании ее в верхнем ряду она выходит снизу из-под крестика (таким образом как бы обвивая нитку канвы, и позволяя лицевым палочкам крестика лечь более ровно. По моему мнению, если сравнить 2 отшитых варианта: когда нитка в верхний уголок крестика подводиться с рядка который выше, и с рядка который ниже, то разница в внешнем виде таких крестиков будет намного больше, чем при полукресте и петит-пойнте,
• и в третьих, я не задеваю уже вышитые крестики, не пытаюсь втиснуть новый крестик, когда все рядом уже готовы.

Приведу пример: когда я вышивала по цветам, то сталкивалась часто с такой проблемой.
Вот мой условный рисунок :
Сначала одним цветом нитки были вышиты крестики 1, 2.
Светло розовое - нитка по лицу, темно розовое - по изнанке.
Потом взят другой, и надо вышить крестик в том месте, где зеленый кружочек, и получается что вот эта протяжка между крестиками мне мешает сделать новый крестик ровным.
В правом нижнем уголочке у нового крестика ниточка пойдет не по центру дырочки, а либо с одной, либо с другой стороны от протяжки.

Даже если мы наши розовые крестики вышьем так:
наша проблем не будет решена.
Все равно протяжка идет прямо под дырочкой и мешает вышить зеленый крестик ровненько (хотя этот угол уже станет менее проблемным).
Но в левом верхнем углу зеленого крестика его палочка ляжет не так ровненько, как этого бы хотелось, из-за нитки в точке начала второго розового крестика.

Исправляет эту ситуацию только такое вот вышивание розовых крестиков:
тогда ни в одном из уголков зеленого крестика не будет мешающих протяжек или окончаний и начал соседних крестиков, и он получится намного более ровным.

Еще, к крестику 2 нитка подводится снизу в верхний угол крестика, а от крестика 1 она идет вверх из нижнего угла, а не наоборот, тогда как видно по рисунку, нитка при окончании первого и при начале второго крестика как бы обвивает нить основы, огибает ее, почти под углом 360 градусов.
Только эти направления еще зависят от того, с какого края вы начинаете вышивать - с верхнего или с нижнего.
Эти направления - если снизу вверх, если сверху вниз, то с точностью до наоборот.

Таким образом можно не вышивать рядами, а вышивать квадратами, но все равно делать крестики более ровными. И вышивать даже по цветам, не теряя скорости.

Для описания этой идеи мне понравились правила *Rinoa* из Народного УЧЕБНИКА ()
У меня свои несложные правила во избежание кривых крестиков, например:

• * всегда стараюсь вышивать ряд слева направо нижние стежки, и справа налево верхние,
• * если новый крестик должен находиться ниже предыдущего, начинаю его с левого нижнего угла, пусть даже ценой протяжки,
• * и наоборот, если крестик должен быть выше предыдущего, начинаю с правого верхнего угла. То есть при каждом стежке нитка должна как бы "обвивать" дырочку.

И не так важно тогда, вышивать по рядам или по цветам.

А насчет косых протяжек я бы не утверждала бы категорично, что они портят крестик.
Как по мне, важна не косина ее или перпендикулярность, а то, что протяжка к крестику подводится например снизу вверх, а первая палочка крестика вышивается сверху вниз (и налево), или протяжка подводиться слева направо, а первая палочка следующего крестика ляжет справа налево (и сверху вниз).
И для завершения крестика: если протяжка нужна в направлениях (по стрелкам часов) от 7:30 до 1:30, то верхняя палочка крестика должна лечь с верхнего левого в правый нижний угол.
И если протяжка нужна в направлении от 1:30 до 7:30 - то с правого нижнего в левый верхний.

По моему мнению, отсутствие диагональных протяжек делает аккуратнее только изнанку.
Но я для себя давно еще решила, что изнанки какая будет, такая будет, ну ее! Борюсь за лицо.

Если вышивать по этим правилам, то крестики получаются более выпуклыми, рельефными, лучше влазят на более мелкой канве.
Если же действовать по принципу "протяжка по самой короткой дистанции", то крестики будут получаться более плоскими.

* *

Что конкретно я вынесла из вышеописанного метода.

- Стараться ВСЕГДА выводить иголку с изнанки в как можно более свободную дырочку. Пустую, с одной, максимум двумя нитками. Чтобы не портить крестики. А вводить с лица на изнанку наоборот, в уже заполненную дырочку. Таким образом, можно подправить некоторые дефекты и придать всем крестикам более ровный вид.

Не шить нижний стежок крестиков одним цветом на несколько рядов. Потому что потом при возврате верхними стежками продираешься через ряды уже отшитых крестиков и все время выводишь иголку с изнанки на лицо в дырочку, где уже две-три ниточки есть. И почти всегда портишь крестики, пусть даже самую малость. Поэтому теперь я шью порядно, за редким исключением в виде одного-пары крестиков.

Я теперь гораздо чаще отшиваю крестик сразу целиком, особенно по диагонали или в шахматке. Так они получаются гораздо ровнее, чем если шить их с возвратом, особенно с подныриванием под верхний стежок ради идеальной изнанки. Причем такие вытянутые крестики по диагонали я вижу не только у себя.

Но хочется от пристального разглядывания вышивки приходить во все больший восторг от красоты, а не обнаруживать, пусть и малейшие, дефекты на лице.

Думаю, многие ощутили на себе эффекты очередной волны примерно с начала второй декады мая. Некоторые видящие констатируют волны синего и голубого цветов. Некоторые чувствуют явное влияние матрицы в виде скандалов, копошения в голове и теле, чужого присутствия в личном пространстве и даже краж/ грабежей. В большинстве случаев от самих волн клонит в сон, хотя часто бывают и мощные всплески энергии, хочется летать и творить, а не спать)

Начнем с распаковки оператора по этой теме:

Задала вопрос: что за волна, кто запустил? Меня вернули к созданию цветка жизни и меня осенило: активировали серебряные нити!*. Без этой активации не могли в полную мощь на Землю запустить этот поток. Вот почему нас подгоняли. Выходит, мы тормозили процесс.

Так вот, поток как бы сцепился с обновлёнными серебряными нитями и иллюзия вместе со склейкой начали разрушаться. Вот эти чёрные элементы они стали значительно тоньше, а светлые ячейки увеличились. Эту волну называют «меняющая реальность». Мне говорят, что запущено два очень важных процесса:

1. волна по медленному удалению иллюзии. Это был первый этап, их вроде 8 ещё должно быть, но будут смотреть в процессе. Возможно, будет гораздо больше. Важно, чтобы оно происходило максимально естественно для людей, чтобы не было резких скачков;

2. выравнивание кристаллической составляющей Земли. Тут всё тоже медленно и не спеша идёт. Обращали моё внимание на землетрясения, их вроде сейчас больше стало. Говорят, что стараются к минимуму жертвы свести, но смещения потихоньку происходят.

Следующим этапом должна стать коллективная работа с кристаллом Земли, именно его запуск. Пока говорят не нужно спешить, чтобы не было слишком сильных потрясений. И ещё один важный этап - соединение ЦКЗ и Солнца. Мне это опять повторяют, значит, тоже важно.

У меня было ощущение, что ночью 13-го меня перезагрузили. Такое вообще возможно? Дело в том, что мне было не очень хорошо после атаки осталась привязка, которая мне мешала. Меня заранее предупредили, что будут грузить в меня инфу, но было ощущение, что вместе с этим потоком меня обновили, ушло то, что мешало. Ощущения были очень сильными: ты как будто появляешься и исчезаешь в реальности и так много раз за минуту и при этом физическое тело вместе с сознанием сужается до минимума и расширяется до обычных размеров.

*Серебряные или золотые нити - нити пронизывающие пространство и дающие доступ к "волшебным" способностям, т.е. работе с материей, телепатии, эмпатии и многому другому. Имеют лишь косвенное отношение к .

Из личного опыта читателя:

В 17 лет вдруг неожиданно стала видеть мир, сквозь пульсирующую и вибрирующую массу состоящую из мириадов тончайших-нитей волокон, которые пронизывают все пространство на планете и простираются вовне, данные нити воспринимаются моим зрением по цвету как серые или серебристые, после того как это со мной случилось, я уже была не в состоянии видеть мир обычным зрением как раньше, т.е. во все предметы находящиеся передо мной я вынуждена вглядываться через эту пульсирующую паутину. В течении 9 лет, мне не попадалось ни капли информации о том, что же я все таки вижу...но в прошлом году мне "случайно" попадается книга в которой находились вот эти строки:

*Налаживая взаимосвязь между всеми аспектами вашего существа (сознательными и бессознательными), вы развиваете телепатическую осознанность, которую можете использовать для контакта друг с другом и Серебряными Нитями, соединяющими коллективное сознание"; "Достигнув такого понимания, вы сможете узреть те мерцающие Серебряные Нити, которые Связывают все живое на вашей планете и во всей Вселенной". (Смит-Орлин Ребекка, Бред-Смит Каллен)

Отрывок сеанса новых гипнологов

О: вижу нити, золотые, ведущие оттуда в самые-самые разные концы Вселенной, пространства, отовсюду-отовсюду. Земля как будто держится в центре этих нитей, как шарик в этих связях.
В: Это видимо те, кто пришли из разных мест?
О: да-да . Это как точка пересечения и преломления. Нить идет к Земле, через нее проходит, и дальше от Земли идет не прямо, а преломляется, идет по другой траектории. Я вижу энергии, идущие из разных концов космоса.. они преломляются и идут дальше. Интересно, это искривление пространства или это так должно быть, как оптическая игра? Когда я опускалась в земную атмосферу, тоже было ощущение моментального преломления и смены фокуса. Только не могу понять, это положительная история или отрицательная?
В: вот-вот-вот.. или у них просто таких категорий нету?
О: это полезно или не полезно? это преломление лучей? Что же это такое?.. У меня, как у женской энергии, почему-то есть какое-то несогласие с этим процессом. Мне почему-то жалко на это смотреть. А вот мужской энергии это нравится - как в войну поиграть.
В: танчики)
О: да-да, тут так интересно: раз, раз, эти лучи вжик, вжик, в другую сторону пошли.. ему прикольно. А мне хочется сберечь и выправить. Странно - вроде должна быть одна энергия созидания, а там тоже есть как будто разные силы.. несогласие
В: тебе что-то мешает делать так, как ты хочешь? кто-то вмешивается?
О: я эту мужскую силу ощущаю как очень влияющую…
В: хорошо, ему прикольно. А смысл этой игрушки в чем?
О. Это важный механизм во Вселенной. Это преломление почему-то для него важно. Идет даже такое, как будто женский ум не может это понять, это мужские технические штучки…
Читать весь сеанс:

Управление энергией:

В недавнем сеансе работал с молодым человеком, задача которого из жизни в жизнь заключалась в том, чтобы донести до людей принципы взаимодействия и построения реальности. Он видел её не как квантовый суп, а именно как нити, из которых сплетена вся материя. Практически в каждой из этих жизней его убивали за ересь и богохульство. Одной памятью таких жизней была жизнь Николы Тесла. Молодой человек был уверен, что он сам и был Теслой, но хранитель подтвердил, что он лишь является носителем Николы.

В любом случае, из его показаний получалось следующее:

Материей и энергией можно управлять посредством мощного разума и развитой нервной системы. Используя кристаллы собственного тела (и тонких тел), можно подключаться к тонкоматериальным кристаллам, известным нам как "эфир", таким образом становясь единым с окружающей средой, буквально сливаясь своим сознанием с простарнством и материей. Учитывая, что все мы состоим из квантового супа, такой расклад напоминает слияние капли с океаном.

Эксперименты и машины, которые строил Тесла, во многом контролировались им через «телепатическую связь» с кристаллами планеты через их лучи - те самые золотые нити. Собственно, на тот факт, что он имеет отношение к Тесле, мы вышли через память о том, как он управлял молниями и его соседи были очень недовольны тем, что под их ногами появляются энергетические разряды.

По сути дела, чистая энергия находит выход в "материализацию" (проявленность в нашем физическом мире) через тонкоматериальные кристаллы и перемещается по их порталам, создавая поТОК. И, как мы видим из нижнего видео примера, поток этот хаотичен, являясь фрактальным подобием сказанного выше о космических импульсах:

Это как точка пересечения и преломления. Нить идет к Земле, через нее проходит, и дальше от Земли идет не прямо, а преломляется, идет по другой траектории. Я вижу энергии, идущие из разных концов космоса.. они преломляются и идут дальше.

В какой-то мере Земля - это трансформатор Тесла в космических масштабах, как и солнце, галактика, сам человек, да и вообще любая частица сознания от квантов до мета вселенных. Все мы преломляем потоки сознания Творца, отражая Его лучи внимания через свою призму, проводя их через свою катушку с той или иной степенью сопротивления. Как нет линейных процессов в космической энергии, также нет их и тут, на Земле. Поток постоянно меняется, принося новые ветры перемен...

Из материалов Кассиопеи:

В: (L) Вопрос такой, так как существа из других измерений имеют способности похищать или извлекать экстракты души, имеют ли они способности к манипулированию эссенциями наших душ, после того как они покидают наше тело и направляются в пятую плотность?

О: Не верно. Понимаете, когда ваше физическое тело умирает, и вы входите в пятую плотность, это может быть сделано только единственным способом: путем передачи через проводник, который открывается специально для цели перехода из третьей плотности в пятую. В Вашей терминологии часто на это ссылаются как «серебряная нить». Это закрытая линия, которая открывается, когда требуется проход. Возможно, это не очень удачно описано, но это единственный способ описать процесс. После смерти линия открывается, создавая проводник, через который душа проходит естественно. Никто не с одной плотности не может пробить этот проводник или как то вмешаться. Поэтому душа не может быть затронута, переходя из третьей плотности в пятую. Также нужно сказать, что импринт души физического тела всегда имеет связь с пятой плотностью, через так называемую «серебряную нить». В нужный момент она открывается, и становиться проводником. Это понятно?

В: (L) Да, но почему многие души, покидая тело, не перемещаются по этому проводнику. И почему они остаются возле Земли. И почему они присоединяются к другим телам? Почему такие условия существуют?
О: Это сложный вопрос, но лучшим был бы ответ - это их выбор не покидать план третьей плотности. Единственная возможность сделать это - отвязаться от уже умершего тела, но все еще быть в рамках плана третьей плотности, хотя это не естественно, но все же это случается. В таких ситуациях, хотя это было некорректно сообщено, «серебряная нить» все еще присоединена и является скорее «веревкой», чем проводником. Душа все еще присоединена к серебряной нити, хотя не присоединена к умершему физическому телу. Так что это подобно тому, когда существо осознает окружение третьей плотности, без тела третьей плотности. Это понятно?
В: (L) Да.
О: Также, пожалуйста, осознаете факт того, что покидая физическое тело душа больше не имеет иллюзию прохождения времени третьей плотности, хотя все еще находиться в третьей плотности. Поэтому для этой души время не идет. Мы упоминаем об этом, просто для того, чтобы вы обдумали все возможные значения, стоящие за этим

Конечно же, система не дремлет и запускает противодействие. Из сеанса коллеги:

В: Почему с 10 мая такая сонливость, апатия, плохое самочувствие, будто энергия на нуле у большинства людей?
О: Вижу две причины… Одна - как черная нефтяная клякса, растекается по части Восточной Европы, захватывает Украину, Восточную и Центральную часть России… дальше Алтая и Сибири не пошло, там свои фильтры стоят…
В: Что за клякса?
О: Психотронное оружие нового вида испытывали, хотели преимущественно по Украине, а бомбануло сильно и распространилось дальше. Должны были приурочить к 8 мая на Украине, там еще шабаш намечался, но что-то не так пошло, там сдерживающие энергии были, а потом сработало… и сильнее чем планировали…

В: А вторая причина?...
О: Я не могу точно сказать, что это, но выглядит как волна сине-голубого цвета… Охватывает всю планету.
В: Какого характера эта волна? Это вредоносная программа?

О: Не могу сказать, скорее, это просто сильная мощная энергия, она нейтральна… Но произошел нахлест этой энергии и той черной кляксы… потому всем так плохо… Многие чувствуют сильный упадок сил.

О: Ее частично уже убрали, остались сгустки в разных местах, по-тихоньку будет рассасываться.
В: Как в перспективе можно защититься от подобных атак психотронного оружия?
О: В мегаполисе это сложно… в лесистой местности не так чувствуется, там природа служит защитой отчасти. Лучше поменьше выходить из дома в такие дни, сосредоточиться на каком-то любимом деле, которое дает энергию и снимает напряжение, расслабляет.. например, хобби, чтение, рисование… Пить больше чистой воды, она выводит всю зашлакованность не только на физическом, но и на тонком плане, воздействия подобного рода нейтрализует, но нужна именно чистая вода из источника…

Построенная из метаматериала с удивительными оптическими свойствами, суперлинза может создавать изображения с деталями меньше длины волны используемого света.

Почти 40 лет назад советский ученый Виктор Веселаго выдвинул гипотезу о существовании материалов с отрицательным показателем преломления (УФН, 1967, т. 92, с. 517). Световые волны в них должны двигаться против направления распространения луча и вообще вести себя удивительным образом, линзы же из этих материалов — обладать волшебными свойствами и непревзойденными характеристиками. Однако у всех известных веществ показатель преломления положителен: за нескольких лет интенсивных поисков Веселаго не нашел ни одного материала с подходящими электромагнитными свойствами, и его гипотеза была забыта. О ней вспомнили лишь в начале XXI в. (см.: ).

Благодаря последним достижениям в области материаловедения идея Веселаго была возрождена. Электромагнитные свойства веществ определяются особенностями образующих их атомов и молекул, обладающих довольно узким диапазоном характеристик. Поэтому свойства миллионов известных нам материалов не так уж разнообразны. Однако в середине 1990-х гг. ученые из Центра технологии материалов им. Маркони в Англии занялись созданием метаматериалов, которые состоят из макроскопических элементов и рассеивают электромагнитные волны совсем не так, как любые известные вещества.

В 2000 г. Дэвид Смит вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Диего изготовил метаматериал с отрицательным показателем преломления. Поведение света в нем оказалось настолько странным, что теоретикам пришлось переписать книги по электромагнитным свойствам веществ. Экспериментаторы уже занимаются разработкой технологий, в которых используются удивительные свойства метаматериалов, и создают суперлинзы, позволяющие получать изображения с деталями меньше длины волны используемого света. С их помощью можно было бы делать микросхемы с наноскопическими элементами и записывать на оптические диски огромные объемы информации.

Отрицательное преломление

Чтобы понять, как возникает отрицательное преломление, рассмотрим механизм взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Проходящая через него электромагнитная волна (например, луч света) заставляет двигаться электроны атомов или молекул. На это расходуется часть энергии волны, что влияет на ее свойства и характер распространения. Для получения требуемых электромагнитных характеристик исследователи подбирают химический состав материала.

Но как показывает пример метаматериалов, химия — не единственный путь получения интересных свойств вещества. Электромагнитный отклик материала можно «конструировать», создавая крошечные макроскопические структуры. Дело в том, что обычно длина электромагнитной волны на несколько порядков больше размеров атомов или молекул. Волна «видит» не отдельную молекулу или атом, а коллективную реакцию миллионов частиц. Это справедливо и для метаматериалов, элементы которых тоже значительно меньше длины волны.

Поле электромагнитных волн, что следует из их названия, имеет как электрическую, так и магнитную составляющую. Электроны в материале движутся вперед и назад под действием электрического поля и по кругу под действием магнитного. Степень взаимодействия определяется двумя характеристиками вещества: диэлектрической проницаемостью ε и магнитной проницаемостью μ . Первая показывает степень реакции электронов на электрическое поле, вторая — степень реакции на магнитное. У подавляющего большинства материалов ε и μ больше нуля.

Оптические свойства вещества характеризуются показателем преломления n , который связан с ε и μ простым соотношением: n = ± √(ε∙μ) . Для всех известных материалов перед квадратным корнем должен стоять знак «+», и поэтому их показатель преломления положителен. Однако в 1968 г. Веселаго показал, что у вещества с отрицательными ε и μ показатель преломления n должен быть меньше нуля. Отрицательные ε или μ получаются в том случае, когда электроны в материале движутся в направлении, противоположном по отношению к силам, создаваемым электрическим и магнитным полями. Хотя такое поведение кажется парадоксальным, заставить электроны двигаться против сил электрического и магнитного полей не так уж сложно.

Если толкнуть маятник рукой, он послушно переместится в направлении толчка и начнет колебаться с так называемой резонансной частотой. Подталкивая маятник в такт с качанием, можно увеличить амплитуду колебаний. Если же толкать его с более высокой частотой, то толчки перестанут совпадать с колебаниями по фазе, и в какой-то момент руку ударит маятник, движущийся ей навстречу. Точно так же электроны в материале с отрицательным показателем преломления входят в противофазу и начинают сопротивляться «толчкам» электромагнитного поля.

Метаматериалы

Ключ к такого рода отрицательной реакции — резонанс, то есть стремление колебаться со специфической частотой. Он создается в метаматериале искусственно с помощью крошечных резонансных контуров, имитирующих отклик вещества на магнитное или электрическое поле. Например, в разорванном кольцевом резонаторе (РКР) магнитный поток, проходящий через металлическое кольцо, наводит в нем круговые токи, аналогичные токам, обуславливающим магнетизм некоторых материалов. А в решетке из прямых металлических стержней электрическое поле создает направленные вдоль них токи.

Свободные электроны в таких контурах колеблются с резонансной частотой, зависящей от формы и размеров проводника. Если приложено поле с частотой ниже резонансной, будет наблюдаться нормальная положительная реакция. Однако с увеличением частоты отклик становится отрицательным, так же как в случае с маятником, движущимся навстречу, если толкать его с частотой выше резонансной. Таким образом, проводники в некотором диапазоне частот могут реагировать на электрическое поле как среда с отрицательной ε , а кольца с разрезами могут имитировать материал с отрицательной μ . Эти проводники и кольца с разрезами и есть элементарные блоки, необходимые для создания широкого ассортимента метаматериалов, в том числе таких, которые искал Веселаго.

Первое экспериментальное подтверждение возможности создания материала с отрицательным показателем преломления было получено в 2000 г. в Калифорнийском университете в Сан-Диего (UCSD ). Поскольку элементарные кирпичики метаматериала должны быть значительно меньше длины волны, исследователи работали с излучением сантиметрового диапазона и использовали элементы размером в несколько миллиметров.

Калифорнийские ученые сконструировали метаматериал, состоящий из чередующихся проводников и РКР, собранных в виде призмы. Проводники обеспечивали отрицательную ε , а кольца с разрезами — отрицательную μ . В результате должен был получиться отрицательный показатель преломления. Для сравнения была изготовлена призма точно такой же формы из тефлона, у которого n = 1,4. Исследователи направили пучок СВЧ-излучения на грань призмы и измерили интенсивность волн, выходящих из нее разными углами. Как и ожидалось, пучок подвергся положительному преломлению на призме из тефлона и отрицательному на призме из метаматериала. Предположение Веселаго стало реальностью: материал с отрицательным показателем преломления был наконец получен. Или же нет?

Желаемое или действительное?

Эксперименты в UCSD наряду с замечательными новыми предсказаниями, которые физики делали о свойствах материалов с отрицательным показателем преломления, вызвали волну интереса среди других исследователей. Когда Веселаго высказал свою гипотезу, метаматериалов еще не было, и специалисты не стали тщательно исследовать феномен отрицательного преломления. Теперь они стали уделять ей гораздо больше внимания. Скептики спрашивали, не нарушают ли материалы с отрицательным показателем преломления фундаментальные законы физики. Если бы это оказалось так, то вся программа исследований была бы поставлена под сомнение.

Самые горячие споры вызвал вопрос о скорости волны в сложном материале. Свет распространяется в вакууме с максимальной скоростью c = 300 тыс. км/с. Скорость света в материале меньше: v = c/n . Но что будет, если n отрицателен? Простая интерпретация формулы для скорости света показывает, что свет распространяется в обратном направлении.

В более полном ответе учитывается, что волна имеет две скорости: фазовую и групповую. Чтобы понять их смысл, представьте себе импульс света, движущийся в среде. Он будет выглядеть примерно так: амплитуда волны возрастает до максимума в центре импульса, а затем снова спадает. Фазовая скорость — это скорость отдельных всплесков, а групповая скорость — это скорость, с которой движется огибающая импульса. Они не обязательно должны быть одинаковыми.

Веселаго обнаружил, что в материале с отрицательным показателем преломления групповая и фазовая скорости имеют противоположные направления: отдельные максимумы и минимумы движутся назад, тогда как весь импульс перемещается вперед. Интересно рассмотреть, как будет себя вести непрерывный пучок света от источника (например, прожектора), погруженного в материал с отрицательным показателем преломления. Если бы можно было наблюдать отдельные колебания световой волны, то мы бы увидели, что они появляются на объекте, освещенном лучом, движутся назад и, в конечном счете, исчезают в прожекторе. Однако энергия светового пучка движется вперед, удаляясь от источника света. Именно в этом направлении фактически распространяется луч, несмотря на удивительное обратное движение его отдельных колебаний.

Практически наблюдать отдельные колебания световой волны трудно, а форма импульса может быть очень сложной, так что физики, чтобы показать различие между фазовой и групповой скоростями, часто используют хитрый трюк. Когда две волны с немного разными длинами движутся в одном направлении, они интерферируют, и возникает картина биений, максимумы которых перемещаются с групповой скоростью.

Применив этот прием к эксперименту UCSD по преломлению в 2002 г., Прашант Валанджу (Prashant М. Valanju) и его коллеги из Техасского университета в Остине наблюдали нечто любопытное. Преломляясь на границе сред с отрицательным и положительным показателем преломления, две волны с разными длинами отклонялись на немного разные углы. Картина биений получалась не такой, как следовало бы для лучей при отрицательном преломлении, а такой, какой должна быть при положительном преломлении. Сопоставляя картину биений с групповой скоростью, исследователи из Техаса заключили, что любая физически осуществимая волна должна испытывать положительное преломление. И хотя материал с отрицательным показателем преломления мог бы существовать, отрицательное преломление получить невозможно.

Как же тогда объяснить результаты экспериментов в UCSD ? Валанджу и многие другие исследователи приписывали наблюдаемое отрицательное преломление другим явлениям. Быть может, образец поглощал так много энергии, что волны выходили наружу только с узкой стороны призмы, имитируя отрицательное преломление? В конце концов, метаматериал UCSD действительно сильно поглощает излучение, а измерения проводились вблизи призмы. Поэтому гипотеза о поглощении выглядит вполне правдоподобно.

Полученные выводы вызвали большое беспокойство: они могли обесценить не только эксперименты UCSD , но и весь круг явлений, предсказанных Веселаго. Однако после некоторых размышлений мы поняли, что полагаться на картину биений как на показатель групповой скорости нельзя: для двух волн, движущихся в разных направлениях, интерференционная картина никак не связана с групповой скоростью.

По мере того, как доводы критиков начали рушиться, появилось еще одно экспериментальное подтверждение отрицательного преломления. Группа Минаса Таниэлиана (Minas Tanielian ) из компании Boeing Phantom Works в Сиэтле повторила эксперимент UCSD с призмой из метаматериала с очень низким поглощением. Кроме того, датчик был расположен намного дальше от призмы, чтобы поглощение в метаматериале нельзя было перепутать с отрицательным преломлением луча. Высочайшее качество новых данных положило конец сомнениям в существовании отрицательного преломления.

Продолжение следует

Когда дым сражения рассеялся, мы начали понимать, что замечательная история, которую рассказал Веселаго, была не последним словом о материалах с отрицательным показателем преломления. Советский ученый пользовался методом геометрического построения световых лучей с учетом отражения и преломления на границах различных материалов. Этот мощный прием помогает понять, например, почему объекты в бассейне кажутся нам ближе к поверхности, чем на самом деле, и почему наполовину погруженный в жидкость карандаш представляется изогнутым. Все дело в том, что коэффициент преломления воды (n = 1,3) больше, чем у воздуха, и лучи света на границе между воздухом и водой преломляются. Показатель преломления приблизительно равен отношению реальной глубины к кажущейся.

Веселаго использовал построение хода лучей, чтобы предсказать, что брус из материала с отрицательным показателем преломления n = −1 должен действовать как линза с уникальными свойствами. Большинство из нас знакомо с линзами из материалов с положительным преломлением — в камерах, лупах, микроскопах и телескопах. Они имеют фокусное расстояние, и место, где формируется изображение, зависит от сочетания фокусного расстояния и расстояния между объектом и линзой. Изображения обычно отличаются по размеру от объекта, и линзы работают лучше всего для объектов, лежащих на оси, проходящей через линзу. Линза Веселаго работает совершенно иначе, чем обычные: ее работа намного проще, она действует только на объекты, расположенные рядом с ней, и переносит все оптическое поле с одной стороны линзы на другую.

Линза Веселаго столь необычна, что Джону Пендри (John B. Pendry ) пришлось задаться вопросом: насколько совершенно она может работать? И в частности, каково может быть предельное разрешение линзы Веселаго? Оптические элементы с положительным показателем преломления ограничены дифракционным пределом — они могут разрешать детали, размер которых равен или больше длины волны света, отраженного от объекта. Дифракция накладывает окончательный предел на все системы создания изображения, наподобие наименьшего объекта, который можно рассмотреть в микроскоп, или наименьшего расстояния между двумя звездами, которое может разрешить телескоп. Дифракция определяет также наименьшую деталь, которую можно создать в процессе оптической литографии при производстве микрочипов (микросхем). Подобным же образом дифракция ограничивает количество информации, которую можно сохранить или прочитать на оптическом цифровом видеодиске (DVD). Способ обойти дифракционный предел мог бы решительным образом изменить технологии, позволив оптической литографии проникнуть в диапазон наноразмеров и, возможно, в сотни раз увеличить количество данных, сохраняемых на оптических дисках.

Чтобы определить, действительно ли оптика с отрицательным преломлением могла бы превзойти обычную («положительную») оптику, нам следует продвинуться дальше, чем просто рассмотреть ход лучей. Прежний подход пренебрегает дифракцией, и таким образом его нельзя использовать, чтобы предсказать разрешение линз с отрицательным преломлением. Чтобы включить в рассмотрение дифракцию, нам пришлось использовать более точное описание электромагнитного поля.

Суперлинза

При более точном описании электромагнитные волны любых источников — излучающих атомов, радиоантенн или пучка света, — после прохождения через маленькое отверстие создают два разных типа полей: дальнее и ближнее поле. Дальнее поле, на что указывает его название, наблюдается вдали от объекта и улавливается линзой, формируя изображение объекта. К сожалению, это изображение содержит только грубую картину объекта, в которой дифракция ограничивает разрешение величиной длины волны. Ближнее поле содержит все мельчайшие детали объекта, но его интенсивность быстро падает с расстоянием. Линзы с положительным преломлением не дают никакого шанса на перехват чрезвычайно слабого ближнего поля и передачу его данных в изображение. Однако это не так для линз с отрицательным преломлением.

Подробно исследовав, как ближние и дальние поля источника взаимодействуют с линзой Веселаго, Пендри в 2000 г. к всеобщему удивлению пришел к заключению, что линза, в принципе, может фокусировать как ближние, так и дальние поля. Если бы это ошеломляющее предсказание оказалось верным, это означало бы, что линза Веселаго, в отличие от всей другой известной оптики, не подчиняется дифракционному пределу. Поэтому плоскую структуру с отрицательным преломлением назвали суперлинзой.

При последующем анализе мы и другие исследователи нашли, что разрешение суперлинзы ограничено качеством ее материала с отрицательным преломлением. Для лучшей работы требуется не только чтобы показатель преломления n был равен −1, но также чтобы ε и μ оба были равны −1. Линза, у которой эти условия не выполняются, имеет резко ухудшенное разрешение. Одновременное выполнение этих условий — очень серьезное требование. Но в 2004 г. Энтони Грбич (Anthony Grbic ) и Джордж Элефтериадес (George V. Eleftheriades ) из Университета Торонто экспериментально показали, что метаматериал, построенный так, чтобы иметь ε =−1, и μ =−1 в диапазоне радиочастот, действительно может разрешить объекты в масштабе меньшем, чем дифракционный предел. Их результат доказал, что суперлинзу можно построить, но можно ли ее создать для еще более коротких — оптических длин волн?

Сложность масштабирования метаматериалов в область оптических длин волн имеет две стороны. Прежде всего, металлические проводящие элементы, образующие микросхемы метаматериала, типа проводников и колец с разрезом, нужно уменьшить до масштаба нанометров, чтобы они были меньше, чем длина волны видимого света (400-700 нм). Во вторых, короткие длины волн соответствуют более высоким частотам, а металлы на таких частотах обладают худшей проводимостью, подавляя таким образом резонансы, на которых основаны свойства метаматериалов. В 2005 г. Костас Соуколис (Costas Soukoulis ) из университета штата Айова и Мартин Вегенер (Martin Wegener ) из университета Карлсруэ в Германии экспериментально продемонстрировали, что можно сделать кольца с разрезами, которые работают при длинах волн всего 1,5 мкм. Несмотря на то, что при столь малых длинах волн резонанс на магнитной компоненте поля становится весьма слабым, с такими элементами все еще можно сформировать интересные метаматериалы.

Но мы пока еще не можем изготовить материал, который при длинах волн видимого света приводит к μ =−1. К счастью, возможен компромисс. Когда расстояние между объектом и изображением намного меньше, чем длина волны, необходимо выполнить только условие ε =−1, а значением μ можно пренебречь. Как раз в прошлом году группа Ричарда Блэйки (Richard Blaikie ) из университета Кентербери в Новой Зеландии и группа Ксианга Джанга (Xiang Zhang ) из Калифорнийского университета в Беркли, следуя этим предписаниям, независимо продемонстрировали сверхразрешение в оптической системе. При оптических длинах волн собственные резонансы металла могут приводить к отрицательной диэлектрической постоянной (ε). Поэтому очень тонкий слой металла при длине волны, где ε =−1, может действовать как суперлинза. И Блэйки, и Джанг использовали слой серебра толщиной около 40 нм, чтобы получить изображение пучков света с длиной волны 365 нм, испускаемых сформированными отверстиями, меньшими, чем длина волны света. И хотя серебряная пленка далека от идеальной линзы, серебряная суперлинза существенно улучшала разрешение изображения, доказывая правильность основного принципа работы суперлинзы.

Взгляд в будущее

Демонстрация работы суперлинзы — лишь последнее из многих предсказаний свойств материалов с отрицательным преломлением, которые предстоит реализовать, а это признак быстрого прогресса, происходящего в этой все расширяющейся области. Возможность отрицательного преломления заставила физиков пересмотреть практически всю область электромагнетизма. И когда этот круг идей будет полностью понят, основные оптические явления, такие как преломление и дифракционный предел разрешения, придется пересмотреть с учетом новых неожиданных поворотов, связанных с материалами, дающими отрицательное преломление.

Волшебство метаматериалов и магию отрицательного преломления все-таки необходимо «конвертировать» в прикладную технологию. Такой шаг потребует совершенствования конструкции метаматериалов и производства их по разумной цене. Сейчас в этой области действует множество исследовательских групп, энергично разрабатывающих способы решения проблемы.

Теория и практика Виктора Веселаго

Судьба Виктора Георгиевича Веселаго, доктора физико-математических наук, сотрудника ИОФАНа и профессора Московского физико-технического института сыграла с ним интересную шутку. Посвятив всю жизнь практике и эксперименту, международное признание он получил за теоретическое предсказание одного из интереснейших феноменов электродинамики.

Судьбоносная случайность

Виктор Георгиевич Веселаго родился 13 июня 1929 году на Украине и, по его словам, до определенного момента физикой не интересовался. А затем произошла одна из тех судьбоносных случайностей, которые меняют не только направление жизни человека, но и, в конечном счете, вектор развития науки. В седьмом классе мальчик заболел и, чтобы скоротать время, стал читать все книги подряд. Среди них оказалась и «Что такое радио?» Кина, прочитав которую, школьник не на шутку увлекся радиотехникой. В конце десятого класса, когда встал вопрос выбора вуза, один из приятелей обмолвился, что в Московском университете открывается новый физико-технический факультет, где помимо других специальностей есть и радиофизика.

Абитуриентам ФТФ МГУ предстояло выдержать «марафон» из девяти экзаменов. На первом же из них — письменной математике — Веселаго получил «двойку»... Сегодня он объясняет такой «конфуз» тем, что просто растерялся, оказавшись в огромной аудитории, где чувствовал себя в буквальном смысле слова песчинкой. На следующий день, когда он пришел забирать документы, заместитель декана Борис Осипович Солоноуц (которого за глаза называли просто БОС) посоветовал ему все-таки прийти на следующий экзамен. Поскольку терять было нечего, молодой человек так и поступил. Все остальные восемь экзаменов сдал на пятерки и был принят. Уже потом, спустя много лет, выяснилось, что таких «неудачников» оказалось довольно много, и деканат решил не отсеивать абитуриентов по результату первого экзамена.

Затем были четыре года учебы, которые сейчас Виктор Георгиевич называет самым счастливым временем своей жизни. Студентам читали лекции такие светила, как Петр Леонидович Капица, Лев Давидович Ландау... Летнюю практику Виктор Веселаго проходил на радиоастрономической станции в Крыму, где познакомился с ее руководителем, сотрудником ФИАНа профессором Семеном Эммануиловичем Хайкиным. Оказалось, что именно он написал ту самую книгу «Что такое радио?», подписавшись псевдонимом Кин.

В 1951 году физико-технический факультет МГУ был закрыт — он «перерос» в Московский физико-технический институт, а студентов бывшего ФТФ распределили по другим факультетам. Виктор Георгиевич оказался на физическом факультете МГУ и формально окончил именно его, но считает себя выпускником Физтеха. Дипломную работу Веселаго защищал у Александра Михайловича Прохорова в Физическом институте им. П.Н.Лебедева, где потом и продолжил работать под его руководством. Сначала — в ФИАНе, а с 1982 года и по сей день — в отпочковавшемся от него Институте общей физики (ИОФАНе, который сейчас носит имя А.М.Прохорова).

Строительство «Соленоида»

Для получения сверхсильных магнитных полей в 1960-х годы в ФИАНе шло строительство установки под названием «Соленоид». Проектированием занимался ГИПРОНИИ, но основные элементы проекта Виктор Георгиевич разрабатывал сам. Он до сих пор считает, что одним из его важнейших достижений, помимо научных, стал пандус, позволяющий завозить на первый этаж тележки с тяжелым оборудованием. За создание установки для получения сильных магнитных полей Веселаго вместе с рядом сотрудников ФИАН и других научных организаций получил в 1974 году Государственную премию.

Левые и правые

В 1960-е годы Виктор Георгиевич заинтересовался материалами, которые одновременно являются и полупроводниками, и ферромагнетиками. В 1967 году в журнале «Успехи физических наук» (УФН) он опубликовал статью под названием «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и μ», где впервые был введен термин «вещества с отрицательным показателем преломления n» и описывались их возможные свойства.

Как объяснил ученый, полупроводниковые свойства описываются через величину эпсилон (ε) — диэлектрическую проницаемость, а магнитные свойства через величину мю (μ) — магнитную проницаемость. Названные величины, как правило, положительны, хотя известны вещества, где ε отрицательно, а μ положительно, или наоборот. Веселаго задался вопросом: что будет, если обе величины будут отрицательными? С математической точки зрения такое возможно, а с физической? Виктор Георгиевич показал, что подобное состояние не противоречит законам природы, но электродинамика таких материалов заметно отличается от тех, где и одновременно больше нуля. Прежде всего тем, что в них фазовая и групповая скорости электромагнитного колебания направлены в разные стороны (в обычной среде — в одну сторону).

Материалы с отрицательным коэффициентом преломления Веселаго назвал «левыми», а с положительным — соответственно, «правыми», исходя из взаимного расположения тройки векторов, характеризирующих распространение электромагнитных колебаний. Преломление на границе двух таких сред происходит зеркально относительно оси z.

Теоретически обосновав свои идеи, Виктор Георгиевич попытался реализовать их на практике, в частности, в магнитных полупроводниках. Однако получить искомый материал не удалось. И только в 2000 г. группа ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего в США, использовав композитную среду, доказала, что отрицательное преломление возможно. Исследования Виктора Веселаго не только положили начало новому научному направлению (см.: Д. Пэндри, Д. Смит. В поисках суперлинзы), но и позволили уточнить некоторые физические формулы, описывающие электродинамику веществ. Дело в том, что целый ряд формул, приводимых в учебниках, применим лишь в так называемом немагнитном приближении, то есть тогда, когда магнитная проницаемость равняется единице, а именно — для частного случая немагнитных материалов. Но для веществ, магнитная проницаемость которых отлична от единицы или отрицательна, нужны другие, более общие выражения. Указание на это обстоятельство Веселаго также считает важным результатом своей работы.

Шаг в будущее

После пророческой статьи исследователь, верный принципу менять тематику каждые 5-6 лет, увлекся новыми направлениями: магнитными жидкостями, фотомагнетизмом, сверхпроводимостью.

В целом, по его воспоминаниям, за время работы в ФИАНе-ИОФАНе он прошел стандартный путь «советского ученого» — от студента-дипломника до доктора наук, заведующего отделом сильных магнитных полей, который к концу 1980-х годов включал около 70 человек, работавших по 5-7 разным направлениям. По сути, отдел был маленьким институтом в институте, который за это время выпустил более 30 кандидатов наук.

Сейчас Виктор Георгиевич руководит лабораторией магнитных материалов отдела сильных магнитных полей ИОФАН им. А. М. Прохорова. За цикл работ «Основы электродинамики сред с отрицательным коэффициентом преломления» в 2004 году ему была присуждена премия имени академика В.А. Фока.

Виктор Георгиевич более 40 лет преподает в Московском физико-техническом институте. Сейчас он — профессор кафедры прикладной физики факультета проблем физики и энергетики, читает созданный им курс «Основы физики колебаний», а также ведет семинарские и лабораторные занятия на кафедре общей физики.

В. Г. Веселаго принадлежит к редкому типу ученых, для которых характерна широта научных интересов. Он прекрасный теоретик и одновременно — физик-экспериментатор, инженер, конструктор установок с сильными магнитными полями. Он талантлив и как профессор, сделавший большой вклад в преподавание общей физики в МФТИ, воспитавший множество учеников. Именно эти черты ученого делают личность Виктора Георгиевича такой привлекательной.

Вторжение во всемирную паутину

В последние 15 лет физик снова сменил или, вернее, расширил круг своих интересов, став инициатором двух сетевых проектов.

В 1993 году была организована служба «Инфомаг», занимающаяся распространением среди ученых оглавлений научных и технических журналов и зарубежных научных электронных бюллетеней. Всё началось с того, что ИОФАН одним из первых был подключен к Интернету. Обзаведясь первым электронным адресом, Веселаго заинтересовался телеконференциями по физике и начал получать бюллетень Physics News Update , которую пересылал своим коллегам. Затем он организовал рассылку содержания и других научных журналов. Первыми изданиями, предоставившими информацию службе «Инфомаг», стали «Журнал экспериментальной и теоретической физики» (ЖЭТФ), «Письма в ЖЭТФ» и «Приборы и техника эксперимента». Сейчас список включает более 150 наименований.

Успех «Инфомага» способствовал созданию и второго «детища» Веселаго — первого в России многопредметного электронного научного журнала «Исследовано в России» , который начал свое существование в 1998 году. Он выходит только в электронном виде, и в нем публикуется около 250 статей в год, как из области естественных, так и гуманитарных наук.

По мнению Виктора Георгиевича, потребность в электронных научных публикациях в России очень велика, причем не только в качестве самостоятельных единиц, но и в рамках сетевых версий печатных изданий. В России выходит несколько сот академических научных и технических журналов, но подавляющее большинство из них недоступно в электронном виде, и потому отечественные специалисты не имеют оперативного доступа к результатам работы своих коллег, что мешает плодотворному и оперативному диалогу ученых.