Metamaterials are artificial materials engineered to provide properties which "may not be readily available in nature". These materials usually gain their properties from structure rather than composition, using the inclusion of small inhomogeneities to enact effective macroscopic behavior.

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  • Metamaterials are artificial materials engineered to provide properties which "may not be readily available in nature". These materials usually gain their properties from structure rather than composition, using the inclusion of small inhomogeneities to enact effective macroscopic behavior.
  • Ein Metamaterial ist eine künstlich hergestellte Struktur, deren Durchlässigkeit für elektrische und magnetische Felder (Permittivität <math> \epsilon_r </math> und Permeabilität <math> \mu_r </math>) Werte aufweisen, die in der Natur üblicherweise nicht vorkommen. Von besonderem Interesse sind Metamaterialien mit reellen Brechzahlen im Bereich <math>-\infty < n < 1</math>. Diese Materialien absorbieren das Licht nicht und versprechen neuartige Anwendungen im Bereich der Optik und Elektrotechnik. Metamaterialien sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Inneren speziell angefertigte mikroskopische Strukturen aus elektrischen oder magnetisch wirksamen Materialien aufweisen, die für die besonderen Eigenschaften des Materials verantwortlich sind. Ein Beispiel für ein Metameterial für Mikrowellenstrahlung zeigt die nebenstehende Abbildung. Die besonderen Eigenschaften des Metamaterials kommen durch die dargestellten Leiterelemente mit aufgetrennten Ringstrukturen zustande. Die Mikrowellenstrahlung versorgt dabei die Leiterelemente mit Energie und regt sie zu resonanten Schwingungen an.
  • Metamateriál je uměle vyrobený kompozitní materiál, který díky své vnitřní struktuře získává neobvyklé a nové elektrické a magnetické vlastnosti a také některé optické charakteristiky, které se u běžných přírodních látek nevyskytují. Tyto vlastnosti vykazovaly v roce 2007 vyráběné metamateriály pouze v určitém rozsahu vlnových délek, jinde se chovaly jako běžné prostředí.
  • No existe una definición universalmente aceptada de metamaterial; en el sentido más amplio, se trataría de un material artificial que presenta propiedades electromagnéticas inusuales, propiedades que proceden de la estructura diseñada y no de su composición, es decir, son distintas a las de sus constituyentes. En un sentido más estricto, hay quien considera un metamaterial a aquél que constituye una estructura periódica, cuya dimensión máxima sea menor que la longitud de onda con la que vaya a trabajar. De esta manera, la estructura diseñada podría considerarse como una "molécula", y sus propiedades ser modeladas mediante parámetros globales, permitividad, permeabilidad, índices de refracción .... exactamente igual a como se hace con las moléculas presentes en la naturaleza. Algunos amplían esta definición incluyendo en la misma estructuras aleatorias (igual que en la naturaleza existen sólidos cristalinos, periódicos y sólidos amorfos) y también existe quien no considera la restricción del tamaño de la estructura, aceptando también como metamateriales a aquellos de dimensiones mayores que la longitud de onda (cristales fotónicos). Por el contrario, también existe quien restringe aún más esa definición, considerando como metamateriales sólo a aquellos que presentan coeficientes de refracción negativos (metamateriales "doble negativos" o "zurdos"). Los metamateriales tienen una gran importancia en los campos de la óptica y del electromagnetismo. Muchos estudios que se llevan a cabo hoy en día van orientados al diseño de nuevos materiales capaces de tener un índice de refracción ajustable, la creación de "superlentes" que mejorarían drásticamente la calidad de las imágenes para el diagnóstico médico y otros usos.
  • Metamateriaalit ovat keinoteknoisia materiaaleja, joilla on tavanomaisista luonnonmateriaaleista poikkeavia erityisominaisuuksia. Metamateriaalien erityisominaisuudet syntyvät niiden hienorakenteesta ja pienistä epähomogeenisuuksista, jotka heijastuvat makroskooppisina ominaisuuksina. Tavallisessa aineessa atomeista muodostuu hilarakenne, joka luo pohjan sen optisille ominaisuuksille. Keinotekoisissa metamateriaaleissa mikro- tai nanoskooppisista virtapiireistä muodostuu hila, joka reagoi ulkoiseen säteilyyn ja tuottaa oman säteilykenttänsä. Nämä kentät määräävät tällöin puolestaan metamateriaalien optiset ominaisuudet. Materiaalin rakenteen avulla voidaan hallita aineen reagointia ulkoiselle säteilylle. Metamateriaalien tutkimus on tähän asti keskittynyt pääosin materiaaleihin, joilla on negatiivinen taitekerroin. Snellin lain mukainen taittumiskulma muuttuu tällöin negatiiviseksi, joten aineen rajapinnassa valonsäde taittuu eri puolelle pinnan normaalia kuin positiivisen taitekertoimen tapauksessa. Tällaista ainetta kutsutaan yleisesti myös vasenkätiseksi materiaaliksi, koska monet valon kulkua kuvaavat sormisäännöt vaihtavat näissä materiaaleissa "kätisyyttä". Esimerkiksi valon vaihenopeus ja ryhmänopeus ovat vastakkaisissa suunnissa. Metamateriaalin ansiosta sähkömagneettiset aallot saadaan etenemään niin, että ne kaartuvat metamateriaalista valmistetun laitteen ympäri ja palaavat alkuperäiselle kulkuväylälleen. Tällaisella materiaalilla voidaan periaatteessa tehdä kohteita näkymättömäksi. Näkymättömyyttä aikaansaavien viittojen lisäksi uusia materiaaleja voidaan todennäköisesti soveltaa optisten mikroskooppien ja mikropiirien toiminnan tehostamisessa. Sähkömagneettisten metamateriaalien lisäksi tutkitaan myös akustisia ja seisimisiä metamateriaaleja. Metamateriaaleilla voitaisiin rakentaa myös keinotekoisia madonreikiä. Suhteellisuusteoriassa madonreiällä tarkoitetaan tavallisen avaruuden ulkopuolella kulkevaa oikotietä kahden paikan välillä. Kansainvälinen matemaatikkoryhmä julkaisi metamateriaaleihin perustuvan madonreiän rakentamisen teorian vuonna 2007 Physical Review Letters -sarjassa. Tutkimuksen tehneeseen matemaatikkoryhmään kuuluu Suomesta Teknillisen korkeakoulun käänteisten ongelmien huippuyksikössä toimiva matematiikan professori Matti Lassas. Keinotekoisten madonreikien sovellusten arvioidaan liittyvän ensi vaiheessa erityisesti tutkatekniikkaan ja lääketieteelliseen kuvantamiseen. Myöhemmin keinotekoisia madonreikiä niputtamalla voitaisiin mahdollisesti toteuttaa muun muassa kolmiulotteinen TV-kuvaruutu. Madonreikien päät toimisivat tällöin kolmiulotteisen kuvan luomiseen tarvittavina pikseleinä.
  • En physique, en électromagnétisme, le terme métamatériau désigne un matériau composite artificiel qui présente des propriétés électromagnétiques qu'on ne retrouve pas dans un matériau naturel. Il s'agit en général de structures périodiques, diélectriques ou métalliques, qui se comportent comme un matériau homogène n'existant pas à l'état naturel. Il existe plusieurs types de métamatériaux en électromagnétisme, les plus connus étant ceux susceptibles de présenter à la fois une permittivité et une perméabilité négatives. Mais il en existe d'autres: milieux d'impédance infinie, milieu à permittivité relative inférieure à 1, etc. En réalité les métamatériaux sont très anciens, puisqu'on peut considérer par exemple les verres colorés utilisés dans les vitraux des cathédrales comme des métamatériaux optiques. De même on peut considérer les cristaux photoniques comme des métamatériaux. C'est aujourd'hui un domaine de recherche très actif.
  • Un metamateriale è un materiale creato artificialmente con proprietà elettriche e magnetiche peculiari che lo differenziano da gli altri materiali. Le sue caratteristiche macroscopiche non dipendono solo dalla sua struttura molecolare, ma anche dalla sua geometria realizzativa. In altri termini: un metamateriale guadagna le sue proprietà dalla sua struttura piuttosto che direttamente dalla sua composizione. Per distinguere i metamateriali da altri materiali compositi, l'etichetta metamateriale viene di solito usata per un materiale che ha proprietà insolite. Il termine fu coniato nel 1999 da Rodger M. Walser dell'Università del Texas ad Austin. Egli definì i metamateriali come: Compositi macroscopici aventi una architettura tridimensionale cellulare periodica e sintetica progettata per produrre una combinazione ottimizzata, non disponibile in natura, di due o più risposte a una specifica sollecitazione. Ricercatori sull'elettromagnetismo spesso usano il termine in modo abbastanza ristretto per materiali che rivelano una rifrazione negativa. W.E. Kock sviluppò i primi metamateriali nei tardi anni '40 con antenne a lente metallica e lenti a ritardo metallico. Alla Duke University Pratt School of Engineering e allImperial College di Londra è stato realizzato a un metamateriale con indice di rifrazione negativo rispetto alle microonde con un array di piccole antenne risonanti metalliche di dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda delle microonde. Il metallo utilizzato come materiale non ha la proprietà dell'indice di rifrazione negativo, ma la assume come metamateriale con quella particolare struttura geometrica.
  • メタマテリアル(Meta-material)とは、光を含む電磁波に対して、自然界の物質には無い振る舞いをする人工物質のことである。「メタマテリアル」という語句自体は「人間の手で創生された物質」を示すが、特に負の屈折率を持った物質を指して用いられる。 光学や短波長の電磁波において特徴的な性質を示し、分解能の限界や回折限界の突破が可能とされ、高分解能レンズ、光ファイバー、バンドパスフィルタ、新種のレンズ・アンテナ、透明化技術などに応用が期待されている。 ファイル:Left-handed. png 通常の物質(Conventional material)では媒質となる物体に入射した光は反対側に屈折する(赤色の線)が、負の屈折率を持つ物質(Left-handed metamaterial)では入射と同じ側に屈折が起こる(緑色の線)
  • Een metamateriaal is een structuur met een negatieve brekingsindex. De structuur is periodiek zodanig dat de permeabiliteit en permittiviteit negatief zijn. Metamaterialen vertonen opmerkelijke eigenschappen ten opzichte van normale materialen. Vanwege de negatieve brekingsindex breekt elektromagnetische straling van de normaal af in plaats van naar de normaal toe. De fasesnelheid van een golf in een metamateriaal is tegengesteld aan de groepssnelheid en Poynting vector.
  • Metamateriał - materiał którego własności zależą od jego struktury w skali większej niż cząsteczkowa, a nie jedynie od struktury cząsteczkowej. Terminem tym w szczególności określa się materiały o własnościach nie występujących w naturalnie powstających materiałach, np. tzw materiały lewoskrętne. Mają one szczególne znaczenie w optyce i fotonice, gdzie ich własności umożliwiają wytwarzanie nieklasycznych typów soczewek, anten, modulatorów i filtrów. Aby wpływać na falę elektromagnetyczną, metamateriał musi zawierać struktury o wielkości porównywalnej z długością tej fali. Aby był dla tej fali jednorodny i wpływ na falę można było opisać za pomocą współczynnika załamania, struktury te muszą być znacznie mniejsze od długości fali. Dla światła widzialnego (o długościach fali rzędu 400-700 nm) używa się metamateriałów o strukturach wewnętrznych rozmiaru rzędu 250 nm. Dla mikrofal używa się struktur o rozmiarach centymetrów. Przykładem metamateriału dla światła widzialnego jest opal, w którym małe kulki krystobalitu wywołują charakterystyczną grę barw. Metamateriały dla mikrofal są wytwarzane sztucznie z drucianych pętli i kratownic o odpowiedniej indukcyjności i pojemności elektrycznej. Materiały w których warstwy o różnych współczynnikach załamania są rozmieszczone okresowo nazywa się kryształami fotonicznymi.
  • Um Metamaterial é um material produzido artificialmente e que é dotado de propriedades que não existem na natureza. Metamateriais são compósitos cuja variedade de padrões estruturais cria propriedades eletromagnéticas muito mais ricas do que as propriedades dos materiais que são utilizados em sua fabricação. Novo material é o caminho para invisibilidade, dizem cientistas
  • Файл:Metarefraction. svg Право- и левостороннее преломление Метаматериа́л — это композитный материал, свойства которого обусловлены не столько индивидуальными физическими свойствами его компонентов, сколько микроструктурой. Термин «метаматериалы» особенно часто применяют по отношению к тем композитам, которые демонстрируют свойства, нехарактерные для объектов, встречающихся в природе.
  • Метаматеріа́л — в загальному випадку композит який має властивості, що не зустрічаються у природі, в частковому випадку — водночас від'ємні діелектричну й магнітну проникності. Файл:Metarefraction. svg A comparison of refraction in a left-handed metamaterial to that in a normal material
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  • August 2008
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  • Negative index metamaterials
  • Negative refraction
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  • Coupled oscillation
  • Electronic band structure
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  • Metamaterials are artificial materials engineered to provide properties which "may not be readily available in nature". These materials usually gain their properties from structure rather than composition, using the inclusion of small inhomogeneities to enact effective macroscopic behavior.
  • Ein Metamaterial ist eine künstlich hergestellte Struktur, deren Durchlässigkeit für elektrische und magnetische Felder (Permittivität <math> \epsilon_r </math> und Permeabilität <math> \mu_r </math>) Werte aufweisen, die in der Natur üblicherweise nicht vorkommen. Von besonderem Interesse sind Metamaterialien mit reellen Brechzahlen im Bereich <math>-\infty < n < 1</math>.
  • Metamateriál je uměle vyrobený kompozitní materiál, který díky své vnitřní struktuře získává neobvyklé a nové elektrické a magnetické vlastnosti a také některé optické charakteristiky, které se u běžných přírodních látek nevyskytují. Tyto vlastnosti vykazovaly v roce 2007 vyráběné metamateriály pouze v určitém rozsahu vlnových délek, jinde se chovaly jako běžné prostředí.
  • No existe una definición universalmente aceptada de metamaterial; en el sentido más amplio, se trataría de un material artificial que presenta propiedades electromagnéticas inusuales, propiedades que proceden de la estructura diseñada y no de su composición, es decir, son distintas a las de sus constituyentes.
  • Metamateriaalit ovat keinoteknoisia materiaaleja, joilla on tavanomaisista luonnonmateriaaleista poikkeavia erityisominaisuuksia. Metamateriaalien erityisominaisuudet syntyvät niiden hienorakenteesta ja pienistä epähomogeenisuuksista, jotka heijastuvat makroskooppisina ominaisuuksina. Tavallisessa aineessa atomeista muodostuu hilarakenne, joka luo pohjan sen optisille ominaisuuksille.
  • En physique, en électromagnétisme, le terme métamatériau désigne un matériau composite artificiel qui présente des propriétés électromagnétiques qu'on ne retrouve pas dans un matériau naturel. Il s'agit en général de structures périodiques, diélectriques ou métalliques, qui se comportent comme un matériau homogène n'existant pas à l'état naturel.
  • Un metamateriale è un materiale creato artificialmente con proprietà elettriche e magnetiche peculiari che lo differenziano da gli altri materiali. Le sue caratteristiche macroscopiche non dipendono solo dalla sua struttura molecolare, ma anche dalla sua geometria realizzativa. In altri termini: un metamateriale guadagna le sue proprietà dalla sua struttura piuttosto che direttamente dalla sua composizione.
  • Een metamateriaal is een structuur met een negatieve brekingsindex. De structuur is periodiek zodanig dat de permeabiliteit en permittiviteit negatief zijn. Metamaterialen vertonen opmerkelijke eigenschappen ten opzichte van normale materialen. Vanwege de negatieve brekingsindex breekt elektromagnetische straling van de normaal af in plaats van naar de normaal toe. De fasesnelheid van een golf in een metamateriaal is tegengesteld aan de groepssnelheid en Poynting vector.
  • Metamateriał - materiał którego własności zależą od jego struktury w skali większej niż cząsteczkowa, a nie jedynie od struktury cząsteczkowej. Terminem tym w szczególności określa się materiały o własnościach nie występujących w naturalnie powstających materiałach, np. tzw materiały lewoskrętne. Mają one szczególne znaczenie w optyce i fotonice, gdzie ich własności umożliwiają wytwarzanie nieklasycznych typów soczewek, anten, modulatorów i filtrów.
  • Um Metamaterial é um material produzido artificialmente e que é dotado de propriedades que não existem na natureza. Metamateriais são compósitos cuja variedade de padrões estruturais cria propriedades eletromagnéticas muito mais ricas do que as propriedades dos materiais que são utilizados em sua fabricação. Novo material é o caminho para invisibilidade, dizem cientistas
  • Файл:Metarefraction. svg Право- и левостороннее преломление Метаматериа́л — это композитный материал, свойства которого обусловлены не столько индивидуальными физическими свойствами его компонентов, сколько микроструктурой.
  • Метаматеріа́л — в загальному випадку композит який має властивості, що не зустрічаються у природі, в частковому випадку — водночас від'ємні діелектричну й магнітну проникності. Файл:Metarefraction. svg A comparison of refraction in a left-handed metamaterial to that in a normal material
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  • Metamaterial
  • Metamaterial
  • Metamateriál
  • Metamateriales
  • Metamateriaali
  • Métamatériau
  • Metamateriale
  • メタマテリアル
  • Metamateriaal
  • Metamateriał
  • Metamaterial
  • Метаматериал
  • Метаматеріал
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