Conciben el prototipo de un dispositivo capaz de hacer invisible un avión

Un cono de nanoagujas que reflejan la luz puede ocultar cualquier objeto macroscópico en su interior.

Ingenieros estadounidenses han diseñado el prototipo de un dispositivo capaz de hacer invisible cualquier objeto material, como una persona o un avión, según sus creadores. Basándose en una investigación anterior, según la cual la luz podría refractarse alrededor de los objetos, este equipo ha concebido un cono lleno de minúsculas agujas que permiten a la luz pasar a través de ellas. De esta forma, la presencia material oculta en el interior del cono desaparece porque no refleja la luz. De momento los cálculos indican que funcionaría sólo para una única longitud de onda, pero sus autores consideran posible conseguir su aplicación a todas las frecuencias del espectro visible. Por Yaiza Martínez.

Ingenieros de la Purdue University, en Indiana (Estados Unidos), han conseguido dar un paso más hacia la consecución de un sueño que hace tiempo que persiguen los científicos: conseguir un material que vuelva la materia invisible.

Basándose en una investigación anterior de la misma universidad, según la cual la luz podría refractarse alrededor de los objetos, este equipo ha concebido un cono lleno de minúsculas agujas que permiten a la luz pasar a través de ellas. De esta forma, la presencia material oculta en el interior del cono desaparece porque no refleja la luz.

Se trata de la aplicación de la nanotecnología (tecnología a escala nanométrica –un nanómetro es la billonésima parte de un metro-) en el desarrollo de un camuflaje que ocultaría cualquier cosa que se encontrara dentro de él.

Basándose en directrices matemáticas diseñadas en 2006 por físicos del Reino Unido y de Estados Unidos (John Pendry, David Schurig, David R. Smith y Ulf Leonhardt), un equipo de ingenieros, liderado por Cladimir Shalaev, de la School of Electrical and Computer Engineering de dicha universidad, ha concebido el prototipo de un dispositivo que usa un conjunto de agujas nanométricas irradiantes de luz a partir de un radio central.

El diseño, que se parece a un cono, doblaría la luz alrededor del objeto encubierto. Los objetos del entorno serían visibles, pero no el objeto rodeado por la serie cilíndrica de nano-agujas. Según explica la universidad de Purdue en un comunicado, este diseño permitiría refractar luz alrededor del objeto cubierto por el “camuflaje”, hasta hacerlo invisible. Pero aún presenta una limitación, afirma Shalaev: funciona sólo para una única longitud de onda, y no para todas las frecuencias del espectro visible.

Futura invisibilidad macroscópica

Se ha calculado que este sistema, tal como explican los ingenieros, funciona con una longitud de onda de 632.8 nanómetros, que se corresponde con el color rojo, pero este mismo diseño podría aplicarse para cualquier otra frecuencia de onda única del espectro visible, asegura Shalaev. En principio, añade, este camuflaje podría ser arbitrariamente grande, tan grande como una persona o un avión.

El desafío ahora consistiría en generar un diseño que funcione para todos los colores de la luz visible, pero al mismo tiempo. Los científicos señalan que es un desafío tecnológico que puede lograrse en cierto tiempo.

Según han publicado los investigadores en la revista Nature Photonics este nuevo dispositivo permite hipotéticamente que objetos macroscópicos se vuelvan invisibles, en lugar de objetos microscópicos, objetivo alcanzado anteriormente.

Por ejemplo, ingenieros de la universidad de Filadelfia lograron en 2005 reducir la visibilidad a nivel microscópico de objetos deteniendo la dispersión lumínica que éstos emitían gracias a un recubrimiento con una capa de ondas de electrones (plasmones).

Para todos los tamaños

Según publicamos anteriormente en Tendencias21, cuando estos objetos resuenan en sintonía con las emisiones de plasmones de la capa, sencillamente no pueden ser vistos por el ojo humano. De desarrollar todas las potencialidades del nuevo dispositivo, éste podría tener diversos tamaños, aseguran los ingenieros.

Asimismo, en 2003 publicamos otro artículo informando que ingenieros japoneses habían conseguido el efecto óptico de la transparencia de los objetos mediante un visor que refleja imágenes estereoscópicas sobre una prenda de ropa, ofreciendo la impresión de que la persona que la viste es transparente.

Las matemáticas utilizadas en el nuevo modelo fueron enunciadas el año pasado por otro equipo de la misma universidad, que publicó en la revista Science un artículo en el que describían que las ondas de luz pueden guiadas alrededor de un objeto específico, de tal modo que el objeto sería invisible en su interior. Era sólo una hipótesis matemática sin realización física que ha sido desarrollada ahora por el equipo de Vladimir Shalaev.

Para conseguir que una “cosa” se vuelva invisible se necesita, por un lado, que el objeto no refleje luz hacia fuera y, por otro, que la luz sea reflectada alrededor del objeto, de manera que cuando lo miramos veamos sólo el fondo y no el objeto en sí.

Satisfaciendo sólo el primer requisito se consigue ver la forma del objeto como si fuera una sombra, por lo que se piensa que puede haber algo “ahí”. Pero el segundo requisito es el más difícil, explica Shalaev, porque se debe conseguir que el ojo pueda ver el fondo sobre el que está situado el objeto, pero no el objeto camuflado. Sería como ver a través de él.

Reducción del índice de refracción

El dispositivo de camuflaje puede ser fabricado con metamateriales (materiales artificiales que no existen en la Naturaleza) no magnéticos. Un factor clave para lograr que estos materiales funcionen con estos fines sería poder reducir su índice de refracción a menos de 1.

Cada material tiene su propio índice de refracción, que define la velocidad de la luz sobre ellos. El índice de refracción de la luz en el aire (que es transparente) es de algo más de 1, lo que explica el interés por lograr que sea menor que el de éste.

Los materiales naturales tienen normalmente índices de refracción mayores de 1, pero el nuevo diseño puede reducir este índice a valores que van desde el cero en la superficie interna del camuflaje hasta el 1 en su superficie externa.

Creación de las agujas

Para fabricar las finas agujas que refractarán la luz de los objetos y que posibilitarán el logro, se utilizarán el mismo tipo de equipos que actualmente se usa para fabricar artefactos de nanotecnología.

Las agujas del diseño teórico miden unos 10 nanómetros de ancho y varios cientos de nanómetros de largo. Podrían organizarse en capas que surgirían de un radio central en una estructura cilíndrica.

De conseguir el resultado deseado, y aunque aún sólo funcione para una frecuencia de onda, el camuflaje podría tener diversas aplicaciones, como hacer invisibles a los soldados en el campo de batalla, de noche, y ante unas gafas de visión nocturna, que sólo detectan una frecuencia de onda específica.

Fuente: Aqui.