La investigación de los metamateriales es interdisciplinario e incluye campos como la ingeniería eléctrica, electromagnetismo, física del estado sólido, de microondas y antenas de ingeniería, la optoelectrónica, óptica clásica, ciencias de materiales, ingeniería de semiconductores, la nanociencia y otros.
Los metamateriales son materiales artificiales diseñados para tener propiedades que no se puede encontrar en la naturaleza.
Los metamateriales generalmente aumentan sus propiedades de la estructura en lugar de la composición, con inhomogeneidades pequeño para crear el comportamiento macroscópico eficaz.
La investigación primaria en metamateriales investiga materiales con índice de refracción negativo. Esa negatividad de materiales de índice de refracción parecen permitir la creación de superlentes que puede tener una resolución espacial inferior a la de la longitud de onda. En otro trabajo, una forma de "invisibilidad" ha demostrado, al menos en una banda de onda estrecha con materiales de índice de gradiente. A pesar de los metamateriales primeros electromagnética, los metamateriales acústicos y sísmicos, son también áreas de investigación activa.
Las posibles aplicaciones de los metamateriales son diversos e incluyen aplicaciones remotas aeroespacial, de detección del sensor y la supervisión de la infraestructura, la gestión inteligente de la energía solar, la seguridad pública, radares de alta frecuencia de comunicación el campo de batalla y las lentes de las antenas de alta ganancia, la mejora de los sensores ultrasónicos, e incluso estructuras de protección a los terremotos.
Igor Smolyaninov de la Universidad de Maryland en College Park, dice que es posible recrear la flecha del tiempo dentro de un metamaterial. Tal experimento, dice, permite el estudio experimental de uno de los mayores misterios de la ciencia: Por qué la flecha del tiempo cosmológica es la misma que la termodinámica. Al mismo tiempo, el ejercicio ofrece una curiosa visión del potencial viaje en el tiempo. La flecha del tiempo es un viejo misterio. Muchos cosmólogos creen que el universo empezó con el Big Bang, un evento que está claramente en nuestro pasado. Y aún así nuestra definición estándar del tiempo procede de la termodinámica y la observación de que la entropía siempre aumenta con el tiempo.
Por ejemplo, puedes romper fácilmente un huevo, o mezclar la leche en el café, pero realizar el proceso inverso en complicado. Observar fenómenos como estos definen la flecha del tiempo.
Pero los metamateriales tienen una aplicación mucho más profunda debido a que hay una analogía formal entre las matemáticas de los espacios electromagnéticos y las de la relatividad general y el espacio-tiempo que describe.
Esto significa que es posible reproducir dentro de un metamaterial una copia exacta de muchas de las características del espacio-tiempo.
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