Un material con irregularidades aleatorias dispersa una onda de luz incidente en todas direcciones. Crédito:Universidad Tecnológica de Viena
¿Cómo hacemos invisible un objeto? Investigadores de TU Wien (Viena), junto con colegas de Grecia y EE. UU., ahora hemos desarrollado una nueva idea para una tecnología de camuflaje. Un material completamente opaco se irradia desde arriba con un patrón de onda específico, con el efecto de que las ondas de luz de la izquierda ahora pueden atravesar el material sin ninguna obstrucción. Este sorprendente resultado abre posibilidades completamente nuevas para el camuflaje activo. La idea se puede aplicar a diferentes tipos de ondas, debería funcionar tanto con ondas de sonido como con ondas de luz. Los experimentos ya están en planificación.
Burlar la dispersión de la luz
"Los materiales complejos como un terrón de azúcar son opacos, porque las ondas de luz en su interior se dispersan varias veces, "dice el profesor Stefan Rotter (TU Wien)." Una onda de luz puede entrar y salir del objeto, pero nunca atravesará el medio en línea recta. En lugar de, está esparcido en todas las direcciones posibles ".
Durante años se han hecho muchos intentos diferentes para burlar este tipo de dispersión, creando un "manto de invisibilidad". Se han elaborado materiales especiales, por ejemplo, que son capaces de guiar ondas de luz alrededor de un objeto. Alternativamente, también se han realizado experimentos con objetos que pueden emitir luz por sí mismos. Cuando una pantalla electrónica emite exactamente la misma luz que absorbe en la parte posterior, puede parecer invisible, al menos cuando se mira en el ángulo correcto.
En TU Wien ahora se ha elegido un enfoque más fundamental. "No queríamos desviar las ondas de luz, tampoco queríamos restaurarlos con pantallas adicionales. Nuestro objetivo era guiar la onda de luz original a través del objeto, como si el objeto no estuviera allí en absoluto, "dice Andre Brandstötter, uno de los autores del estudio. "Esto suena extraño, pero con ciertos materiales y utilizando nuestra tecnología especial de ondas, de hecho es posible ".
El material láser
El equipo de TU Wien lleva años trabajando en materiales ópticamente activos, que se utilizan para la construcción de láseres. Para hacer brillar el láser la energía debe ser suministrada por medio de una viga de bombeo. De lo contrario, el material láser se comporta como cualquier otro material:absorbe parte de la luz incidente.
El material se irradia con un patrón especialmente diseñado, la onda de la izquierda puede atravesar el objeto sin ser perturbada. Crédito:Universidad Tecnológica de Viena
"El punto crucial es bombear energía al material de una manera espacialmente adaptada, de modo que la luz se amplifique exactamente en los lugares correctos, permitiendo la absorción en otras partes del material, "dice el profesor Konstantinos Makris de la Universidad de Creta (anteriormente TU Wien)." Para lograr esto, un rayo con exactamente el patrón correcto debe proyectarse sobre el material desde arriba, como desde un proyector de video estándar, excepto con una resolución mucho más alta ".
Si este patrón se corresponde perfectamente con las irregularidades internas del material que suele dispersar la luz, Entonces la proyección desde arriba puede apagar efectivamente la dispersión, y otro haz de luz que atraviesa el material desde un lado puede pasar sin ninguna obstrucción, dispersión o pérdida.
"Matemáticamente, no es inmediatamente obvio que sea posible encontrar tal patrón, "dice Rotter." Cada objeto que queremos hacer transparente tiene que irradiarse con su propio patrón específico, dependiendo de los detalles microscópicos del proceso de dispersión en el interior. El método que desarrollamos ahora nos permite calcular el patrón correcto para cualquier medio de dispersión arbitrario ".
Luz o sonido
Las simulaciones por computadora han demostrado que el método funciona. Ahora la idea debería confirmarse mediante experimentos. Stefan Rotter confía en que esto tendrá éxito:"Ya estamos discutiendo con los experimentadores cómo se podría hacer esto. Como primer paso, podemos probar esta tecnología con sonido en lugar de ondas de luz. Experimentalmente, son más fáciles de manejar, y desde un punto de vista matemático, la diferencia no importa significativamente ".