II) Un nouveau pas vers la Science-Fiction
1) Une nouvelle "vision" de l'invisibilité :
A l'interface de deux milieux, un rayon incident se sépare en un rayon transmis et en un rayon réfléchi. Avec les métamatériaux à indice négatif, il est envisageable de modifier les trajectoires des rayons lumineux de manière à ce qu'ils contournent l'objet. Ainsi la trajectoire des rayons semblera ne pas avoir subi de modification. Le matériau ne pourra donc pas être vu.
2) Les lentilles parfaites sont là ! :
Lors de la traversée d'une interface par un rayon lumineux, une partie de ce rayon se transforme en ondes dites "evanescentes". Ces ondes contiennent donc une partie de l'information initiale. Or dans les matériaux habituels l'intensité de ce type d'onde décroit très vite et de ce fait nous ne pouvons restituer qu'une partie de l'information initiale. A contrario, avec les métamatériaux à indice négatif, l'entrée en résonance des résonateurs permet d'amplifier les ondes evanescentes qui les traversent. Au final, l'image formée aura une plus grande résolution car on aura perdu moins d'informations.
Ci-dessous, une simulation nous montre la différence de résolution entre : à gauche une lentille convergente habituelle et à droite une lentille convergente à indice négatif.
(Crédits : Sciences et Vie)
3) De nouveaux filtres en fréquences :
Le métamatériau est un milieu dispersif, c'est-à-dire que la réponse du matériau sera différente pour chaque fréquence de l'onde incidente. Dans certaines conditions, le métamatériau ne laissera passer qu'une partie du spectre des fréquences. Par analogie avec l'électronique, nous pouvons nommer ce type de filtre un filtre passe-bande.
Les fréquences filtrées sont définies par les caractéristiques des résonateurs, ce qui nous permet de contrôler la bande de fréquences passantes.
4) Un piège à lumière ? :
La réfraction particulière des métamatériaux à indice négatif permet de créer des pièges à lumière.
En positionnant intelligemment plusieurs métamatériaux à indice négatif, nous pouvons obtenir une succession de réfractions "négatives" aux interfaces de ces matériaux. De ce fait, le rayon qui à été envoyé dans le système ne pourra pas en sortir, il sera piégé.
(Crédits : http://www.unice.fr/omega)