>
Негативні е або м виходять у тому випадку, коли електрони в матеріалі рухаються в напрямку, протилежному по відношенню до сил, створюваним електричним і магнітним полями. Хоча така поведінка здається парадоксальним, змусити електрони рухатися проти сил електричного і магнітного полів не так вже й складно.
Якщо штовхнути маятник рукою, він слухняно переміститься в напрямку поштовху і почне коливатися з так званої резонансною частотою. Підштовхуючи маятник в такт з хитанням, можна збільшити амплітуду коливань. Якщо ж штовхати його з більш високою частотою, то поштовхи перестануть збігатися з коливаннями по фазі, і в якийсь момент руку вдарить маятник, що рухається їй назустріч. Точно так же електрони в матеріалі з негативним показником заломлення входять в протифазу і починають чинити опір «поштовхам» електромагнітного поля.
Ключ до такого роду негативної реакції-резонанс, тобто прагнення коливатися із специфічною частотою. Він створюється в метаматеріалів штучно за допомогою крихітних резонансних контурів, що імітують відгук речовини на магнітне або електричне поле. Наприклад, в розірваному розрізному кільцевому резонаторі (РКР) магнітний потік, що проходить через металеве кільце, наводить у ньому кругові струми, аналогічні струмів, що обумовлює магнетизм деяких матеріалів. А в решітці з прямих металевих стрижнів електричне поле створює спрямовані вздовж них струми.
Вільні електрони в таких контурах коливаються з резонансною частотою, що залежить від форми і розмірів провідника. Якщо докладено поле з частотою нижче резонансної, спостерігатиметься нормальна позитивна реакція. Проте зі збільшенням частоти відгук стає негативним, так само як у випадку з маятником, що рухається назустріч, якщо штовхати його з частотою вище резонансної. Таким чином, провідники в деякому діапазоні частот можуть реагувати на електричне поле як середовище з негативною е , а кільця з розрізами можуть імітувати матеріал з негативною м . Ці провідники і кільця з розрізами і є елементарні блоки, необхідні для створення широкого асортименту метаматеріалів, у тому числі таких, які шукав Веселаго.
Тонкі металеві дроту
Масив з тонких металевих дротів запропонований як перша структура з негативною діелектричної проникністю. Великий вплив на розвиток досліджень матеріалів з негативним показником заломлення зробили роботи Пендрі. Структура з е < 0, описана Пендри, складається з квадратної матриці, утвореної нескінченно довгими металевими дротами, розташованими в діелектрику. Якщо відстань між дротами прийняти рівним а , а радіус одного дроту r << a , то плазмова частота для поздовжньої плазмової моди має вигляд:
а ефективна діелектрична проникність записується як:
Негативні значення діелектрична проникність приймає при щ < щ.
2. Кільцевій щілинної резонатор (splitring resonator)
У 1999 р. Пендри та ін запропонували використовувати SRR (split ring resonator - кільцевий щілинної резонатор) як основу для створення середовища з негативною діелектричної проникніс...
