Sergei Anatolyevich Tretyakov (ruso: Серге́й Анато́льевич Третьяко́в , IPA: [sʲɪrˈɡʲej ɐnɐˈtolʲjɪvʲɪtɕ trʲɪtʲjɪˈkof] ; nacido en 1956) es un científico ruso-finlandés, centrado en la teoría del campo electromagnético, el electromagnetismo de medios complejos y la ingeniería de microondas. Actualmente es profesor en el Departamento de Electrónica y Nanoingeniería dela Universidad Aalto(antiguaUniversidad Tecnológica de Helsinki),Finlandia.[1][2][3]Su principal área de investigación en los últimos años sonlos metamaterialesy las metasuperficies desde los fundamentos hasta las aplicaciones. Fue presidente del Instituto Virtual Europeo de Materiales Electromagnéticos Artificiales y Metamateriales (“Metamorphose VI”) y presidente general de los Congresos de Metamateriales de 2007 a 2013. Es miembro de muchas asociaciones científicas comoIEEE,URSI, la Academia de Electromagnetismo yOSA. También esDoctor Honoris CausadeUniversidad Estatal Francisk Skorina de Gomel.[4]
Sergei Tretyakov recibió el título de Ingeniero y el título de Candidato en Ciencias (PhD) en radiofísica del Instituto Politécnico de Leningrado , URSS en 1980 y 1987, respectivamente. En 1994 recibió un Diploma de Docente por el Ministerio de Educación de la Federación Rusa y al año siguiente recibió el título de Doctor en Ciencias de la Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo , Rusia. Tretyakov obtuvo su Diploma de Profesor Titular en 1997 otorgado por el Ministerio de Educación , Rusia .
La carrera profesional de Sergei Tretyakov comenzó en 1980 en el Departamento de Radiofísica del Instituto Politécnico de Leningrado , donde había sido ingeniero e investigador junior hasta 1986. En 1986 fue ascendido al puesto de profesor asistente y en 1989 al puesto de profesor asociado . En octubre de 1988, Tretyakov realizó una visita de investigación de 10 meses a la Universidad Tecnológica de Helsinki (desde 2010, Universidad Aalto ) de acuerdo con el programa de intercambio entre los Ministerios de Educación de Finlandia y la Unión Soviética. [5] Durante los siguientes 8 años, Tretyakov estuvo afiliado tanto al Laboratorio de Electromagnetismo de la Universidad Tecnológica de Helsinki , donde trabajó con Ismo Lindell y Ari Sihvola, como a la Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo , donde trabajó con Constantin Simovski. Tretyakov visitó CEA Cesta ( centro de investigación de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica ), también afiliado al Laboratorio de Interacciones Onda-Material en la Universidad de Burdeos , durante 6 meses en 1994 como científico visitante. En 1996, fue promovido a puesto de profesor titular en la Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo , donde también se convirtió en director del Laboratorio de Electromagnetismo de Medios Complejos. Desde enero de 1999 hasta julio de 2000, Tretyakov fue profesor visitante en el Laboratorio de Electromagnetismo de la Universidad Tecnológica de Helsinki y en agosto de 2000, se trasladó a la Universidad Tecnológica de Helsinki como profesor titular de Ingeniería de Radio. Más tarde, como profesor visitante, visitó el Centro Abbe de Fotónica en la Universidad Friedrich Schiller de Jena , Alemania durante junio-julio de 2013, y el Departamento de Ingeniería Fotónica en la Universidad Técnica de Dinamarca durante enero-abril de 2013. Formó 13 doctores en ciencias.
Tretyakov ha sido autor o coautor de más de 280 artículos en revistas arbitradas , 5 libros y 17 capítulos de libros. [2] [6] La carrera investigadora de Tretyakov comenzó con su tesis de diploma bajo la supervisión del Prof. VA Rozov. [5] La tesis se dedicó al problema de la difracción en un borde de matrices planares densas de cables metálicos, [7] [8] lo que ahora se conoce como metasuperficies o metamateriales bidimensionales . Durante los estudios de doctorado , Tretyakov trabajó en estructuras en capas anisotrópicas basadas en ferrita bajo la supervisión del Prof. MI Kontorovich. [9] La primera visita de investigación a la Universidad Tecnológica de Helsinki influyó profundamente en su interés de investigación, cambiándolo hacia una dirección novedosa y muy prometedora de materiales electromagnéticos complejos (ahora llamados metamateriales ). A partir de este momento, Tretyakov trabaja activamente en esta dirección de investigación con las principales contribuciones que se enumeran a continuación.
Tretyakov hizo importantes contribuciones a la investigación de medios bianisotrópicos . [10] [11] Junto con coautores, desarrolló la teoría general de las interacciones de las ondas electromagnéticas con materiales y capas bianisotrópicas . Además, Tretyakov propuso y caracterizó experimentalmente los primeros dispersores bianisotrópicos no recíprocos de dos tipos: el llamado dispersor Tellegen [12] (nombrado en honor a Bernard DH Tellegen , quien sugirió el girador como un elemento de circuito con respuesta electromagnética equivalente) y el dispersor "móvil" artificial [13] (un compuesto basado en tales dispersores emula la respuesta de un medio verdaderamente en movimiento). En 1997, Tretyakov y sus colegas demostraron que se pueden lograr efectos quirales ( rotación óptica y dicroísmo circular ) incluso con una capa compuesta infinitamente delgada sin romper la simetría especular. [14] Este efecto fue posteriormente denominado quiralidad planar y descubierto independientemente por el equipo de Nikolay I. Zheludev en 2003. [15]
La posibilidad de la existencia de un medio de ondas retrógradas , donde las ondas electromagnéticas se propagan con velocidades de fase y grupo antiparalelas , fue sugerida por varios científicos a lo largo del siglo XX: Arthur Schuster , [16] [17] Horace Lamb , [18] Leonid Mandelstam , [19] Victor Veselago , [20] y otros. Sin embargo, debido a la ausencia de materiales con tales propiedades en la naturaleza, el amplio interés en los medios de ondas retrógradas se generó solo a principios de la década de 2000, cuando el equipo de David R. Smith demostró experimentalmente el primer metamaterial de índice negativo . [21] En 2003, Tretyakov y sus colegas sugirieron una forma alternativa de lograr ondas retrógradas mediante el uso de materiales quirales bianisotrópicos . [22] [23] En este caso, no se requiere diseñar permitividad y permeabilidad negativas, en cambio, uno solo debe asegurar la respuesta quiral adecuada del material. En el caso extremo de la denominada nihilidad quiral (cuando tanto la permitividad relativa como la permeabilidad son mucho menores que el parámetro de quiralidad ), dos ondas propias representan ondas polarizadas circularmente "hacia adelante" y "hacia atrás" con velocidades de fase iguales. La existencia de ondas hacia atrás en medios quirales fue sugerida de forma independiente por John Pendry en 2004. [24]
Inspirado por la idea del encubrimiento electromagnético basado en la óptica de transformación , el equipo de Tretyakov desarrolló una realización alternativa del mismo efecto para objetos cilíndricos. [25] A diferencia de los diseños anteriores, el dispositivo de encubrimiento de Tretyakov exhibe un ancho de banda significativamente mayor y una menor cantidad de pérdida de disipación. [26] Además, no requiere el uso de metamateriales exóticos con permitividad y permeabilidad de gradiente, sino que se basa en placas conductoras con una geometría simple.
En 2003, el grupo de Tretyakov demostró que una matriz densa de cables metálicos ( medio de cables ), generalmente, exhibe una fuerte respuesta no local ( dispersión espacial ), es decir, no puede describirse mediante parámetros materiales habituales como la permitividad. [27] La propiedad de fuerte dispersión espacial permite el uso de medios de cables para imágenes de sublongitud de onda y transmisión de imágenes a largas distancias. [28]
El concepto de superlente , introducido por John Pendry en 2000 como una extensión del trabajo realizado por Victor Veselago , mostró una posibilidad teórica de lograr una resolución óptica muy por debajo de la longitud de onda. En 2003, Stanislav Maslovski y Sergei Tretyakov demostraron que se puede construir una alternativa al dispositivo de Pendry utilizando capas que imponen las condiciones de contorno necesarias en dos planos paralelos en el espacio libre. [29] Más tarde, en 2004, Tretyakov con coautores exploraron las propiedades electromagnéticas necesarias de las capas y confirmaron el efecto con experimentos. [30]
Por definición, los metamateriales se realizan como redes cuya periodicidad se supone mucho menor que la longitud de onda. Sin embargo, es importante que, aunque pequeña, la periodicidad no sea despreciable con respecto a la longitud de onda. Por esta razón, si se introducen formalmente parámetros constitutivos para dicho régimen, no serán funciones de respuesta mensurables y no será posible utilizarlos para una muestra de otras dimensiones o para una muestra excitada de otra manera. En otras palabras, dichos parámetros materiales introducidos formalmente no pueden satisfacer las condiciones de localidad. En 2007, Tretyakov y sus colegas explicaron el significado físico de los parámetros materiales calculados, diferente del significado de los parámetros constitutivos locales [31].
Las superficies de alta impedancia (HIS), también conocidas como conductores magnéticos artificiales (AMC), son estructuras artificiales diseñadas mediante la aplicación de texturas especiales a una superficie conductora. En una banda estrecha de frecuencias, estas estructuras tienen impedancias muy altas que se pueden utilizar como planos de tierra para nuevas antenas de perfil bajo y otras estructuras electromagnéticas. En 2008, Tretyakov y sus colegas desarrollaron fórmulas analíticas para el cálculo de la impedancia de la rejilla de matrices eléctricamente densas de tiras y parches cuadrados y sus aplicaciones para HIS. [32] Tretyakov también hizo una importante contribución para aclarar el papel de la dispersión espacial en la estructura del hongo en 2009. Este trabajo demostró que, en ciertas condiciones, la dispersión espacial se suprime. [33] Más recientemente, trabajó en el modelado y las aplicaciones de capas compuestas delgadas con propiedades electromagnéticas diseñadas ( metasuperficies ), en particular, desarrollando enfoques para el control total de las ondas reflejadas y transmitidas.
