メタマテリアル
水や既存のガラスでは、誘電率および透磁率は正である。しかし、金や銀などの金属の中には可視光領域で負の誘電率をもつものがある。
屈折率(N)は誘電率(ε)と透磁率(μ)から
N = ε μ {\displaystyle N={\sqrt {\epsilon }}{\sqrt {\mu }}}
として計算される。誘電率と透磁率のどちらか一方のみが負の場合,屈折率は虚数となり,電磁波は物質に侵入しない。誘電率と透磁率の両方が正もしくは負の場合、屈折率は実数となり、電磁波は物質内に侵入する。前者の場合 N>0 となり、これは自然界に存在する結晶であり「右手系媒質」と呼べる。しかし、後者の場合 N<0 つまり負の屈折率を持ち、透明である物質は自然界には存在しないと考えられてきたが、人工的に作り出されたためにこの予測は覆された。
この現象については、次のような興味深い現象が起こるとされる。
スネルの法則は適用可能であるが、屈折は入射光と「同じ側」に起きる。
ドップラー効果は逆方向に発生する
チェレンコフ放射は通常と異なる場所で起きる
群速度と位相速度が一致しない