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Avance de encubrimiento
Desde que H. G. Wells publicó El hombre invisible Hace más de un siglo, la perspectiva de la invisibilidad, o el encubrimiento, ha sido un pilar de la ciencia ficción. Pero ahora los físicos dicen que finalmente han descubierto cómo hacer que los objetos sean invisibles y, lo que es más, están a solo unos meses de poner esta teoría en práctica.
El metamaterial de capa azul es capaz de doblar la luz alrededor de un objeto (círculo naranja), asegurándose de que no arroje sombras ni reflejos. (Crédito: D. Schurig, Universidad de Duke).
El truco consiste en encontrar una manera de guiar la luz y otros tipos de radiación electromagnética alrededor de un objeto para que no proyecte sombras ni reflejos. Normalmente, este tipo de manipulación sería una tarea difícil, dice John Pendry del Imperial College de Londres, Inglaterra. Pero, agrega, el desarrollo reciente de una nueva clase de materiales llamados metamateriales lo hace tentadoramente factible.
Los metamateriales son materiales de ingeniería cuyas propiedades están determinadas por su estructura física más que por su química, dice Pendry. Tales propiedades incluyen la capacidad de doblar la luz, dice.
Ahora trabajando con David Smith y David Schurig de la Universidad de Duke, Pendry ha formulado una forma de diseñar metamateriales que pueden doblar la luz alrededor de un objeto sin importar de qué dirección venga la luz. Puede aplicarlo a cualquier forma, dice Smith. Esto significa que, en teoría, cualquier cosa podría ocultarse, dice.
Sobre la base del trabajo de Pendry, que se describe en el número actual de Ciencias , Smith y Schurig están desarrollando un dispositivo de prueba de principio, con fondos del brazo de investigación del Departamento de Defensa de EE. UU., La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa. Es justo decir que este año habrá una demostración sobre la física básica del encubrimiento, dice Schurig.
El efecto de camuflaje depende del índice de refracción de un material o de su capacidad para influir en la dirección de la luz que lo atraviesa. Light tiende a preferir la ruta más rápida entre dos puntos, que normalmente es una línea recta. Sin embargo, con los metamateriales, la ruta más rápida puede ser la que se dobla alrededor de un objeto.
Pero doblar la luz es solo uno de los requisitos para el camuflaje. Tienes que devolver la luz al mismo camino que estaba siguiendo antes de golpear el manto; de lo contrario, proyecta una sombra, dice Pendry. Del mismo modo, cuando la luz entra en el manto, no debe reflejarse. Una forma de pensarlo es que este material da la apariencia de ser como un espacio, dice Smith, en ese espacio puede doblar la luz y tampoco tiene reflejos.
Es un gran avance, dice George Eleftheriades , experto en metamateriales de la Universidad de Toronto. Sin embargo, dice, hay una limitación: no funcionará para todas las frecuencias.
De hecho, los materiales actuales son capaces de redirigir solo microondas, lo que significa que el dispositivo de camuflaje que están desarrollando Smith y Schurig funcionará solo contra radares u otros emisores de microondas. Si bien es probable que esto sea útil para futuros aviones furtivos, todavía estamos al menos a una década de ocultar objetos de la luz visible.
La razón es que, para producir el efecto de camuflaje, las subestructuras de los metamateriales deben ser más pequeñas que la longitud de onda de la luz que se redirige. Actualmente, eso es factible para microondas, que tienen una longitud de onda de unos tres centímetros. Pero redirigir la luz visible, que tiene una longitud de onda de alrededor de medio micrómetro, o medio millonésimo de metro, requeriría metamateriales con estructuras diseñadas a nivel molecular. Nos gustaría hacerlo a escala molecular, pero la nanoingeniería aún no está a la altura, dice Pendry. Sin embargo, los recientes desarrollos en nano metamateriales podrían acelerar el proceso de desarrollo.
Por ahora, entonces, la capa prototipo consiste en conjuntos de varillas de cobre de tamaño milimétrico y anillos en forma de C incrustados en una placa de fibra compuesta, muy similar al tipo de placas de circuito impreso que normalmente albergan chips de computadora. Tanto las varillas como los anillos C son capaces de crear pasivamente campos electromagnéticos cuando se exponen a la radiación de microondas. Cuando se orientan correctamente, estos componentes pueden especificar el camino que seguirá la radiación.
También hay otra aplicación para el camuflaje, dice Schurig: se puede usar como una especie de escudo. A veces quieres proteger o aislar cosas del espectro electromagnético, dice. Por ejemplo, el camuflaje podría usarse en sondas espaciales para proteger equipos sensibles de la radiación cósmica.
Pero hay una trampa. Si bien cualquier objeto oculto sería invisible, también sería ciego dentro del rango de frecuencia oculto, ya que cualquier luz dirigida hacia él se desviaría a su alrededor. En el caso de un avión con capa de radar, esto no debería ser un problema importante, dice Schurig. El piloto no podría usar el radar, pero aún podría navegar visualmente.