В отличие от света или звука тепло распространяется медленной диффузией, размывая чёткие температурные границы. Это затрудняет контроль над тем, как объект выглядит для тепловизора или взаимодействует с окружающей средой. Исследователи показали устройство, которое заставляет небольшой изолированный объект влиять на распределение тепла так, будто его радиус в девять раз больше физического.
Это достигается путём активного управления теплом на его границе. Вокруг объекта создаётся специальная оболочка — активная термическая метаповерхность, оснащённая нагревательными и охлаждающими элементами. В результате тепло вынуждено огибать объект по траектории, которая соответствовала бы пути вокруг объекта гораздо большего размера. Учёные используют внешнюю энергию для создания этого эффекта, не нарушая законов физики.
Для проверки концепции была собрана экспериментальная установка. В центре медного листа, на концах которого поддерживалась разница температур, помещался небольшой изолирующий диск радиусом 10 мм. Вокруг него, на расстоянии 30 мм, располагалось кольцо из десяти термоэлектрических модулей, каждый из которых мог локально нагревать или охлаждать поверхность. Когда модули активировались по рассчитанной схеме, измеренное инфракрасной камерой температурное поле вокруг диска практически совпало с полем, создаваемым изолирующим диском радиусом 90 мм.
Таким образом, активная граница усилила тепловую «подпись» маленького объекта в девять раз, не изменяя его реальных размеров. Компьютерное моделирование подтвердило, что метод можно адаптировать и для объектов более сложной формы. Это открытие прокладывает путь к практическому применению активного управления теплом. Технология может найти применение в создании теплового камуфляжа для скрытия объектов от инфракрасных сенсоров.
А для борьбы с обледенением самолетов больше не требуется тепло.
