La mala recepción inalámbrica, el ruido en la señal de radio o la mala visibilidad en la niebla, todas estas molestias tienen que ver con el hecho de que las ondas como la luz visible o las señales de microondas son desviadas y reflejadas por numerosos obstáculos desordenados. TU Wien en Viena (Austria) y la Universidad de Rennes (Francia) ahora han desarrollado conjuntamente un método sorprendente para eliminar por completo los reflejos de las ondas.

El método permite el cálculo de una estructura antirreflectante a medida. Se puede usar, por ejemplo, para diseñar una capa adicional a una pared que solo sea parcialmente permeable a una señal inalámbrica para que toda la señal se pueda canalizar a través de la pared sin reflejos.

Hasta ahora, ni siquiera estaba claro a nivel teórico que tal cosa fuera posible; ahora el equipo de investigación pudo presentar un método de cálculo para esto y también lo probó con éxito en un experimento:las microondas se enviaron a través de un complejo, laberinto desordenado de obstáculos, luego se calculó la estructura antirreflectante correspondiente y se colocó frente a los obstáculos en el experimento; se pudo hacer que el reflejo desapareciera casi por completo:ninguna de las ondas regresó al lado desde el cual fueron inyectadas.

Un revestimiento antirreflectante para casi todo

"Puede pensar que es similar al revestimiento antirreflectante de sus anteojos", dice el profesor Stefan Rotter del Instituto de Física Teórica de TU Wien. "Agregas una capa adicional a la superficie de las gafas, lo que hace que las ondas de luz pasen mejor a tus ojos que antes:el reflejo se reduce".

Con las gafas convencionales, esto sigue siendo una tecnología estándar relativamente simple y mientras tanto. Es mucho más difícil cuando se trata de un medio desordenado en el que una onda se dispersa y desvía repetidamente hasta que encuentra la salida de ese laberinto a través de caminos complicados. Un panel de vidrio empañado o un trozo de azúcar entran en esta categoría, o incluso un muro de hormigón sobre el que incide una señal de radio. Las ondas se dispersan en muchos puntos de manera que solo una parte de ellas pasa, el resto se refleja o se absorbe en la pared.

Pero ahora resulta que, incluso con la dispersión de ondas complejas, es posible encontrar un "recubrimiento" que evite cualquier reflexión. "Primero, simplemente tiene que enviar ciertas ondas a través del medio y medir exactamente de qué manera estas ondas se reflejan en el material", explica Michael Horodynski (TU Wien), el primer autor de la publicación actual. "Pudimos demostrar que esta información se puede utilizar para calcular una estructura de compensación correspondiente para cualquier medio que disperse ondas de manera compleja, de modo que la combinación de ambos medios permita que las ondas pasen por completo. La clave de esto es una matemática método que desarrollamos para calcular la forma exacta de esta capa antirreflectante".

Experimentos con microondas

En la implementación experimental de este nuevo método llevada a cabo en Rennes, primero se enviaron microondas a través de una guía de ondas metálica en la que las ondas son dispersadas por decenas de pequeños objetos de metal y teflón colocados de forma totalmente aleatoria y desordenada. Solo alrededor de la mitad de la radiación de microondas llega al otro lado, el resto se refleja.

Después de medir con precisión el comportamiento de dispersión de este sistema, fue posible utilizar el método recientemente desarrollado para calcular qué puntos de dispersión adicionales forman una "capa antirreflectante" perfecta exactamente para este sistema aleatorio.

Y, de hecho:si las ondas se envían primero a través de la región antirreflectante con los puntos de dispersión adicionales matemáticamente optimizados y luego viajan desde allí a través de la región con los dispersores dispuestos al azar, terminan al cien por cien en el otro lado, ninguna onda regresa a el punto de partida y la reflexión es despreciable; y esto es cierto para cualquier forma de onda que golpee la estructura antirreflectante.

De las señales inalámbricas al microscopio

El hecho de que sea posible compensar la dispersión de ondas con dispersión adicional abre posibilidades en áreas muy diferentes:la tecnología podría ser útil no solo para una mejor recepción inalámbrica, sino también para técnicas de imagen, por ejemplo en biofísica. La dinámica de ondas y la dispersión de ondas también jugarán un papel importante en 6G, la próxima generación de comunicaciones móviles después de 5G:se podría reducir la intensidad de las señales de radio móvil si se logra enviarlas a lo largo de rutas adecuadas desde el transmisor hasta el receptor con tan poco reflexión como sea posible. + Explora más

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