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La capa de invisibilidad oculta objetos visibles a simple vista
No ha habido escasez de pulgadas de columna dedicadas a las capas de invisibilidad desde que los ingenieros construyeron la primera en 2006. Este era un dispositivo impresionante, pero tenía algunas limitaciones importantes, entre las que destacaba que funcionaba solo para una sola frecuencia de microondas.
Una de las preguntas más importantes sobre las que los físicos se han preguntado desde entonces es si es posible construir dispositivos similares que funcionen en el rango de frecuencias visibles para el ojo humano. El año pasado, un par de grupos anunciaron una solución a este problema en forma de 'capas de alfombra' que se colocan sobre un objeto, ocultando su presencia en un rango de frecuencias ópticas.
Nuevamente, estas fueron hazañas impresionantes pero con algunas limitaciones. Estas capas están hechas de microestructuras de silicio finamente talladas y, por lo tanto, eran caras de construir. Y solo pueden ocultar objetos de hasta unos pocos micrómetros de tamaño, no mucho más grandes que la longitud de onda de la luz misma.
Hoy, Baile Zhang del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge y un par de amigos lo han hecho significativamente mejor. Han construido una capa de alfombra capaz de ocultar objetos en el rango milimétrico en un amplio rango de frecuencias visibles desde el rojo al azul.
Más impresionante que esto es que han construido esta capa de calcita, un material óptico ordinario y relativamente barato, utilizando técnicas convencionales de fabricación de lentes ópticos. Esto hace que la capa sea barata y fácil de construir.
Las capas de alfombra se asientan sobre una superficie que cubre el objeto que se va a ocultar. Su truco consiste en hacer que parezca que la luz se refleja en esta superficie, ocultando así cualquier objeto que cubran.
Hasta ahora, esto solo se ha hecho utilizando estructuras modificadas artificialmente que dirigen la luz de formas especialmente diseñadas. Este llamado metamaterial es una especie de sustancia maravillosa que es el foco de gran atención en este momento.
Sin embargo, Zhang y sus compañeros se dieron cuenta de que existen materiales naturales que pueden hacer lo mismo. La calcita es uno de ellos. Es inusual porque sus propiedades ópticas dependen de la dirección en que la luz pasa a través de él.
Al explotar cuidadosamente esta propiedad, han podido crear un bloque de calcita (en realidad, dos bloques de calcita) que actúa como una capa de alfombra. Incluso lo han demostrado ocultando una cuña de acero de 38 mm de largo y 2 mm de alto. Zhang y sus compañeros dicen que esta es la primera vez que un objeto visible se oculta. Eso es impresionante.
Su manto tiene sus limitaciones, por supuesto. La principal es que solo funciona en un solo plano 2D, por lo que el objeto está oculto solo para quienes miran desde una determinada dirección.
Otro es que funciona solo con luz polarizada. Pero eso no es tan limitante como puede parecer a primera vista. El agua tiende a polarizar la luz, por lo que parece razonable pensar que la capa debería funcionar bien bajo el agua.
No hace tanto tiempo que algunos físicos decían que las capas de invisibilidad óptica siempre serían imposibles (porque los metamateriales tienden a absorber la luz visible más rápido de lo que pueden transmitirla).
Eso resultó ser de poca importancia y las capas de invisibilidad mejoran cada vez más. De hecho, es difícil pensar en una tecnología que haya avanzado tan rápido hasta ahora.
Ref: arxiv.org/abs/1012.2238 : Capa invisible macroscópica para luz visible