Metamateriaal: verschil tussen versies

'''Metamateriaal''' is de naam van een klasse van synthetische materialen met unieke, ongewone elektromagnetische eigenschappen die niet voorkomen in natuurlijke materialen. Meestal worden hiermee materialen bedoeld met een negatieve [[brekingsindex]], maar dit is niet de enige mogelijke ongewone eigenschap.<ref>[http://metamorphose-vi.org/index.php/metamaterials METAMORPHOSE VI: Metamaterials Definition]</ref> Synthetische materialen met zeer hoge waarden voor [[Magnetische_permeabiliteit|permeabiliteit]] of [[permittiviteit]], of beide, die niet in natuurlijke materialen voorkomen, worden bijvoorbeeld ook tot de metamaterialen gerekend.<ref>{{aut|Filiberto Bilotti, Levent Sevgi.}} "Metamaterials: Definitions, Properties, Applications,

In het geval van een metamateriaal, waarbij de [[Magnetische_permeabiliteit|permeabiliteit]] <math>\mu_r</math> én [[permittiviteit]] <math>\epsilon_r</math> negatief zijn, is de brekingsindex negatief. Uit de [[wet van Snellius]] volgt dat dit betekent dat licht in de andere richting breekt dan normaal, zoals te zien in de figuur hiernaast. Hierdoor kan een metamateriaal als [[superlens]] fungeren, omdatdoordat een rechthoekig stuk metamateriaal een perfect beeld van het origineel kan creëren. Zo'n superlens kan gebruikt worden in [[nabije-veld optische rastermicroscoop]] (SNOM), zodat de tip dicht bij het metamateriaal scant in plaats van de sample zelf.

Voor een metamateriaal is straling ten gevolge van het [[Tsjerenkov-effect|Tsjerenkov-straling]] in de andere richting, is het [[Doppler-effect]] omgekeerd en is de [[fasesnelheid]] van een golf dus tegengesteld gericht aan de [[groepssnelheid]] en [[Poynting-vector]].

In de natuur komen geen materialen voor waarbij de permittiviteit en permeabiliteit beide negatief zijn voor een bepaalde golflengte. Alle metamaterialen worden dus gemaakt door middel van synthesegesynthetiseerd. De opbouw van een metamateriaal hoeft niet per definitie periodiek te zijn, maar aangezien dit het proces wel vermakkelijktvergemakkelijkt, wordt het over het algemeen wel gedaan.

Een metamateriaal kan gebruikt worden om voorwerpen onzichtbaar te maken. Bij een enkele golflengte is dit aangetoond voor een cilindervormige disk.<ref>Schurig ''et al.'' Science 314, 977 (2006)</ref> Elektromagnetische golven worden door het metamateriaal zodanig afgebogen dat ze er na het materiaal hetzelfde uitzien als voorvóór het materiaal. Aangezien er geen verschil in de golf is, is het object niet te detecteren.