La primera 'capa' que hace invisibles objetos en 3-D

El sueño de invisibilidad de H.G. Wells está un poco más cerca. En la novela del escritor británico 'El hombre invisible' (1897), que llevaría a la gran pantalla en 1933 el cineasta James Whale bajo el mismo nombre, un científico llamado Griffin descubre cómo lograr que el índice de refracción del cuerpo humano coincida con el del aire de manera que la luz no se refleja en él y lo hace invisible.

Griffin pone en práctica su planteamiento teórico consigo mismo y se convierte en el hombre invisible. En la novela, el investigador no consigue revertir el experimento y termina atormentdo por su propio descubrimiento.

Ahora, un grupo de investigadores de EEUU ha logrado acercar a la realidad el relato de ciencia ficción de Wells. Los investigadores han creado por primera vez una envoltura capaz de hacer invisible desde cualquier ángulo un objeto en tres dimensiones.

El trabajo, que ha sido publicado en la revista 'New Journal of Physics', se ha realizado utilizando un método conocido como "ocultamiento plasmónico" para ocultar un tubo cilíndrico de 18 centímetros. Pero, de momento, la demostración sólo funciona para ondas en la región de las microondas del espectro electromagnético. Aún habrá que esperar para comprobar cómo una capa mágica convierte en invisible a quien la porte.

Dispersan la luz y evitan que sea visible

Algunos de los avances más recientes en el campo del camuflaje mediante ocultamiento se han centrado en el uso de metamateriales basados en la transformación. Estos materiales artificiales no son homogéneos y tienen la capacidad de curvar la luz alrededor de los objetos. Sin embargo, este nuevo enfoque utiliza un tipo diferente de material artificial: los metamateriales plasmónicos.

Cuando la luz golpea un objeto, ésta rebota en su superficie hacia otra dirección. La razón por la que vemos los objetos se debe a que los rayos de luz rebotan desde los materiales hasta nuestros ojos y estos son capaces de procesar esta información. Debido a sus propiedades únicas, los metamateriales plasmónicos tienen un efecto de dispersión, frente al efecto común de los materiales de uso cotidiano.

"Cuando los campos dispersos de la envoltura interfieren con los del objeto, se anulan el uno al otro y el efecto general es la transparencia y la invisibilidad desde todos los ángulos de observación", explica Andrea Alu, científico del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computacional de la Universidad de Austin (Texas, EEUU) y autor principal de la investigación.

"Ocultar pequeños objetos puede ser muy interesante para una variedad de aplicaciones", dice Alu. "Por ejemplo, actualmente estamos investigando la aplicación de estos conceptos para evitar que se sean visibles las puntas del microscopio a frecuencias ópticas. Esto puede beneficiar en gran medida las medidas biomédicas y ópticas", continua Andrea Alu.

En el futuro, uno de los retos clave para los investigadores será el de demostrar la ocultación de un objeto 3D usando la luz visible.

elmundo.es

Nuevo paso de la tecnología para tornar "invisibles" algunos objetos

Un equipo de científicos de la Universidad de Berekey, California, desarrolló un material óptico de tres dimensiones que refracta de manera negativa a la luz. Señalaron que están más cerca de poder "cubrir" los objetos con un mano o capa de este material de manera que parezcan invisibles, al hacer que los rayos de luz lo "esquiven". Claro que hablan de materiales microscópicos. Los descubrimientos serán dados a conocer esta semana en las publicaciones Nature y Science.

Esto podría aplicarse en el desarrollo de imágenes ópticas de altísima resulución, nanocircuitos de computadoras altamente poderosas y también, como reconoce el reporte de prensa de la Universidad de Berkeley, para fantasías de ciencia ficción, como ocultar objetos ante el ojo humano.

Hasta el momento, los investigadores habían logrado hacer invisibles a objetos de dos dimensiones: habían conseguido disimular un cilindro de cuero de unos diez centímetros "iluminado" por un rayo de microondas, frecuencia que el hombre no puede ver. Pero el experimento tenía la limitación de las dos dimensiones.

Esta vez, científicos de la la Universidad de Berkeley y del Lawrence Berkeley Laboratory dirigido por el proferor Xiang Zhang, desarrollaron un metamaterial artificial que tienen lo que se llama un "índice de refracción negativo". Lo mismo que habían conseguido con frecuencias de microondas, pero en el rango de la luz visible. La investigación contó con financiación militar, sector muy interesado en este tipo de tecnologías.

Esto ha sido explicado con una metáfora: así como el agua sigue su curso luego de sortear una piedra en su camino, los objetos son envueltos con estos nuevos materiales, de manera que la luz sortea la forma del objeto.

Los metamateriales mezclan metal y otros utilizados en circuitos, como cerámicas, fibra compuesta o teflon. El objetivo es que estos materiales creados gracias a la nanoingeniería, a una escala medida en milmillonésimas de metro, curven a la luz de forma que no generan ni reflejo, ni sombras. Antes de lograr hacer invisibles a personas u objetos, los investigadores piensan que pueden mejorar de manera notable la performance de las antenas, reduciendo su interferencia. El índice de refracción negativa sí tendría una aplicación militar más cercana que la de invisibilizar un tanque de guerra: podría revertir el efecto Doppler, el que usan los radares.

"Todo lo que tiene que ver conformación de imágenes tiene aplicaciones en la microelectrónica; las capacidades de estos metamateriales los hacen muchísimo más atractivos desde el punto de vista de las aplicaciones. Soy escéptico en que funcionen para todos los colores, y suena extravagante que puedan hacer invisibles a objetos", dijo el doctor en Física Alejandro Fainstein, de la Comisión Nacional de Energía Atómica, Conicet y profesor del Instituto Balseiro.

Antecedentes
En 2006 un equipo de la Universidad de Utah, Estados Unidos y la Universidad de Tecnología de Sydney (Australia) también trabajó basándose en los índices de refracción negativa. Pero, según lo publicado, la capa de invisibilidad fue lograda mediante materiales artificiales estructurados que no tienen los materiales naturales "Cuando el objeto es 'bañado' con la luz de un determinado color, la misma queda en la lente y cancela la luminosidad que refleja el objeto haciéndolo indetectable", declararon los científicos en ese momento.Un año antes ingenieros de la Universidad de Roma Tres, Italia, y de la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos, anunciaron la creación de un campo recubierto por un material con características electromagnéticas que impide el proceso normal que permite ver los objetos. En ese caso lograron la reducción del efecto de dispersión de la luz que ocurre cuando ésta se proyecta sobre algún cuerpo. Pero el efecto funciona cuando la longitud de la onda de la luz dispersa es aproximadamente de la misma magnitud que el objeto que se busca hacer desaparecer de la vista.