Matériaux métalliques doublement négatifs
Métamatériaux : des micro-ondes à l’optique

La première approche permettant d’explorer ces phénomènes de réfraction négative repose sur la définition de l’indice basée sur la permittivité ε et la perméabilité µ d’un milieu considéré homogène. En toute rigueur, n ² = εµ. La solution intuitive est de considérer la racine positive de n pour caractériser un milieu propagatif. Néanmoins, en théorie, Veselago a montré que, pour peu que ε et µ soient tous deux négatifs, la racine négative de n ² amenait des solutions propagatives qui ne contredisent en rien les équations de Maxwell... mais au contraire, généralisent les lois classiques basées sur l’indice de réfraction (loi de Snell-Descartes, effet Doppler, effet Cerenkov...). Si, dès la fin des années 1960, envisager l’existence d’un milieu à permittivité négative était admise, l’idée d’un milieu à perméabilité négative, voire d’un milieu associant les deux, ne semblait pas pratiquement réalisable. Ce n’est qu’une trentaine d’années plus tard que ces effets ont pu être vérifiés expérimentalement à partir de matériaux métalliques artificiels structurés à des échelles bien inférieures à la longueur d’onde de travail. En effet, seule cette condition permet de redéfinir correctement les notions de constantes diélectriques et magnétiques pour des matériaux « hétérogènes ».