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Investigadores chinos crean una capa de invisibilidad en 15 minutos
Cuando se trata de capas de invisibilidad, uno de los problemas más complicados es cómo hacer las cosas.
Los materiales de elección se conocen como metamateriales que se crean ensamblando un patrón repetitivo de estructuras que interactúan con la luz que están diseñadas para ocultar. Este tipo de ensamblaje detallado significa que la fabricación de metamateriales es un proceso costoso y que requiere mucho tiempo. Además, las capas de invisibilidad resultantes nunca son perfectas
Así que los físicos han comenzado a preguntarse si pueden hacerlo igual de bien con otros materiales que son más fáciles y sencillos de fabricar.
Su enfoque es completamente diferente al de las matemáticas teóricas de flexión de luz que los físicos han utilizado hasta ahora. Este enfoque actual funciona al intentar dirigir los campos electromagnéticos alrededor de un objeto de una manera que lo oculte. El material necesario debe poder repetir este tipo de distorsión de la luz en la vida real.
El nuevo enfoque consiste en crear un modelo informático de la capa en forma de un material convencional con propiedades fijas de flexión de la luz.
El modelo simula cómo este material convencional distorsiona la luz a su paso. Luego, la computadora cambia la forma y topología del material para reducir esta distorsión.
Repitiendo este proceso muchas veces, es posible encontrar una topología que minimice la distorsión de la luz para que permanezca más o menos sin cambios a su paso. El resultado es una capa de invisibilidad; no uno perfecto, sino uno que puede defenderse de muchos de los hechos de metamateriales.
Al menos, esa es la teoría. La llamada optimización topológica ha sido poco más que un parpadeo en los ojos de unos pocos físicos aplicados. Hasta ahora.
Hoy, Lu Lan de la Universidad de Zhejiang en China y algunos amigos han creado la primera capa de invisibilidad diseñada con optimización de topología. Lo esculpieron en teflón y les llevó 15 minutos usar una máquina de grabado controlada por computadora. El proceso de fabricación de una muestra se simplifica sustancialmente, dicen.
La capa de invisibilidad del párpado de teflón resultante oculta un disco cilíndrico de metal del tamaño de una ficha de póquer de las microondas. Pero lo que es más importante, su rendimiento coincide mucho con la predicción de la simulación por computadora.
Eso es significativo porque trae capas de invisibilidad a los reinos de la producción en masa. No hay ninguna razón por la que los párpados de teflón no se puedan imprimir o moldear en masa.
Es más, Lu y compañía, por lo que no hay ninguna razón por la que el mismo enfoque pueda funcionar en longitudes de onda ópticas. Dicen que tal configuración de camuflaje no será un gran problema para replicar en THz o incluso en el espectro óptico.
Por supuesto, hay desafíos por delante. Lu y sus compañeros quieren desarrollar la técnica para crear capas que funcionen en un rango de frecuencias y en un rango de ángulos. Si pueden fabricarlos de forma económica y sencilla por un coste medido en centavos, no hay razón para que las capas de invisibilidad no se conviertan pronto en objetos cotidianos.
Ref: arxiv.org/abs/1308.6049 : Demostrado experimentalmente una capa electromagnética unidireccional diseñada por optimización de topología