Recreación del funcionamiento de la capa de invisibilidad. Fuente: UPNA
Investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y de la Universitat Politècnica de València (UPV) han ideado una nueva capa de invisibilidad capaz de ocultar objetos en ambientes difusos no sólo bajo iluminación permanente, como permitían las capas desarrolladas hasta el momento, sino ante cualquier tipo de iluminación.
Este trabajo, que sienta las bases para, por ejemplo, hacer indetectable un avión entre la niebla o un submarino en el mar, ha sido publicado en la revista Physical Review A.
Según explica Carlos García Meca, del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV, ambientes difusos son aquellos en los que la luz no se propaga en línea recta, sino que va rebotando.
“Por poner varios casos cercanos, ambiente difuso sería el que encontramos en un día con niebla, aguas turbias o un lugar con humo, pero también nuestro tejido orgánico. Nuestra propuesta sienta las bases, para, por ejemplo, hacer indetectable un avión entre la niebla o un submarino en el mar”, destaca García Meca.
Los investigadores de la UPNA y de la UPV han llevado a cabo una simulación de esta nueva capa de invisibilidad y trabajarán próximamente en su construcción en laboratorio.
“Sería relativamente sencillo, ya que basta con disponer de dos materiales diferentes, con una difusividad concreta; jugando con ellos, seríamos capaces de generar esa capa que provoque que la luz circule alrededor del objeto, de forma que éste quede oculto. Podríamos conseguir una invisibilidad perfecta; eso sí, únicamente para ambientes difusos”, recalca Bakhtiyar Orazbayev, investigador principal y que desarrolla su trabajo en la Universidad Pública de Navarra.
Este trabajo, que sienta las bases para, por ejemplo, hacer indetectable un avión entre la niebla o un submarino en el mar, ha sido publicado en la revista Physical Review A.
Según explica Carlos García Meca, del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV, ambientes difusos son aquellos en los que la luz no se propaga en línea recta, sino que va rebotando.
“Por poner varios casos cercanos, ambiente difuso sería el que encontramos en un día con niebla, aguas turbias o un lugar con humo, pero también nuestro tejido orgánico. Nuestra propuesta sienta las bases, para, por ejemplo, hacer indetectable un avión entre la niebla o un submarino en el mar”, destaca García Meca.
Los investigadores de la UPNA y de la UPV han llevado a cabo una simulación de esta nueva capa de invisibilidad y trabajarán próximamente en su construcción en laboratorio.
“Sería relativamente sencillo, ya que basta con disponer de dos materiales diferentes, con una difusividad concreta; jugando con ellos, seríamos capaces de generar esa capa que provoque que la luz circule alrededor del objeto, de forma que éste quede oculto. Podríamos conseguir una invisibilidad perfecta; eso sí, únicamente para ambientes difusos”, recalca Bakhtiyar Orazbayev, investigador principal y que desarrolla su trabajo en la Universidad Pública de Navarra.
Diez años buscando la invisibilidad
La idea de hacer invisible un objeto rodeándolo con un material especial, capaz de curvar la luz a su alrededor, fue propuesta hace aproximadamente una década. Desde entonces, los científicos han comprobado que la realización de este tipo de dispositivo presenta una elevada dificultad, tanto desde el punto de vista fundamental como tecnológico.
“Recientemente, se ha demostrado que dicha dificultad desaparece si el objeto que se quiere ocultar se encuentra en un ambiente difuso. En este caso, y al contrario que en ambientes no difusos, es posible construir, de forma relativamente sencilla, capas de invisibilidad de tamaño macroscópico, que funcionan para cualquier dirección de la luz y en un gran ancho de banda. Sin embargo, las capas propuestas hasta ahora no funcionan correctamente cuando el objeto es iluminado con pulsos de luz de corta duración, fundamentales en un gran número de aplicaciones”, apunta Alejandro Martínez Abiétar, investigador del Centro de Tecnología Nanofotónica.
La propuesta ideada por los investigadores de la UPV y la UPNA resuelve este problema utilizando un enfoque diferente, basado en una técnica conocida como óptica de transformación, que permite conocer qué material resulta el más idóneo para crear la capa y ocultar el objeto.
Los dispositivos tienen varias aplicaciones que no pueden ser abordadas por ningún diseño anterior. “Además de las ya citadas, permitirían hacer invisibles objetos susceptibles de introducir interferencias en sistemas de comunicación y en sistemas de imagen por tomografía, en los que se trabaja frecuentemente con medios difusos como el tejido orgánico”, concluye Miguel Beruete, investigador de la Universidad Pública de Navarra.
La idea de hacer invisible un objeto rodeándolo con un material especial, capaz de curvar la luz a su alrededor, fue propuesta hace aproximadamente una década. Desde entonces, los científicos han comprobado que la realización de este tipo de dispositivo presenta una elevada dificultad, tanto desde el punto de vista fundamental como tecnológico.
“Recientemente, se ha demostrado que dicha dificultad desaparece si el objeto que se quiere ocultar se encuentra en un ambiente difuso. En este caso, y al contrario que en ambientes no difusos, es posible construir, de forma relativamente sencilla, capas de invisibilidad de tamaño macroscópico, que funcionan para cualquier dirección de la luz y en un gran ancho de banda. Sin embargo, las capas propuestas hasta ahora no funcionan correctamente cuando el objeto es iluminado con pulsos de luz de corta duración, fundamentales en un gran número de aplicaciones”, apunta Alejandro Martínez Abiétar, investigador del Centro de Tecnología Nanofotónica.
La propuesta ideada por los investigadores de la UPV y la UPNA resuelve este problema utilizando un enfoque diferente, basado en una técnica conocida como óptica de transformación, que permite conocer qué material resulta el más idóneo para crear la capa y ocultar el objeto.
Los dispositivos tienen varias aplicaciones que no pueden ser abordadas por ningún diseño anterior. “Además de las ya citadas, permitirían hacer invisibles objetos susceptibles de introducir interferencias en sistemas de comunicación y en sistemas de imagen por tomografía, en los que se trabaja frecuentemente con medios difusos como el tejido orgánico”, concluye Miguel Beruete, investigador de la Universidad Pública de Navarra.
Referencia
Diffusive-light invisibility cloak for transient illumination. B. Orazbayev, M. Beruete, A. Martínez, and C. García-Meca. Phys. Rev. A 94, DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.063850
Diffusive-light invisibility cloak for transient illumination. B. Orazbayev, M. Beruete, A. Martínez, and C. García-Meca. Phys. Rev. A 94, DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.063850