Экспериментаторы из Вюрцбургского и Гёттингенского университетов (Германия) добились того, что показатель преломления n обычного металла на определённых частотах становился отрицательным.

Показатель преломления вычисляется по очень простой формуле n = (ε•μ)0,5, где ε — диэлектрическая проницаемость, а μ — магнитная. В 1960-х годах советский физик Виктор Веселаго впервые рассмотрел теоретический случай одновременно отрицательных значений ε и μ и выяснил, что их комбинация даёт отрицательный n. Это классическое условие не выполняется в природных материалах, но искусственные метаматериалы с такими параметрами получены уже давно.

Существует и другой, «расширенный» критерий отрицательного преломления, учитывающий мнимые части комплексных диэлектрической ε* = ε1 + iε2 и магнитной μ* = μ1 + iμ2 проницаемостей: (ε1 + |ε*|)•(μ1 + |μ*|) < ε2•μ2. У металлов мнимая часть диэлектрической проницаемости доминирует, а значит, |ε*| ≈ ε2; если запись критерия преобразовать с учётом этого обстоятельства, получим несложное условие μ1 < 0, которое должно выполняться в ферромагнитных металлах на частотах, близких к ферромагнитному резонансу. Справедливость этих рассуждений в 2007 году доказали германские физики, работавшие с материалом La2/3Ca1/3MnO3.

В новых опытах использовались более «простые» образцы — тонкие (150 ± 30 нм) плёнки чистого кобальта и сплава Fe0,5Co0,5. Поместив их во внешнее магнитное поле, учёные оценили показатель преломления при комнатной температуре на двух частотах гигагерцевого диапазона (140 и 180 ГГц) и установили, что n действительно может принимать отрицательные значения.

Чтобы применить этот эффект на практике, необходимо решить проблему с поглощением излучения металлами: в области отрицательного n измеренный авторами коэффициент поглощения оказывался чрезвычайно высоким.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Europhysics Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.