Elaborado por Materia para OpenMind Recomendado por Materia
4
Inicio La ilusión de las capas invisibles
16 septiembre 2016

La ilusión de las capas invisibles

Ciencia | Física | Futuro | Innovación | Investigación
Tiempo estimado de lectura Tiempo 4 de lectura

Volvernos invisibles es una ilusión que ha fascinado a científicos y escritores de todas las épocas. La imagen de Harry Potter desapareciendo con facilidad bajo su capa invisible nos persigue desde principios de este siglo. Ahora, los investigadores que tratan de conseguir un efecto parecido tienen que hacerlo en un mundo en el que no existen las criaturas mágicas de cuyo pelo se obtienen los tejidos invisibles, sino que deben tratar con las ondas de luz, gobernadas por las leyes básicas de la física.

Harry Potter, el mago creado por la escritora J.K. Rowling, y su capa invisible en una escena de la película “La piedra filosofal”. Crédito: Warner Bross

Aunque siga pareciendo una cuestión de magia, la realidad es que grandes universidades europeas y estadounidenses, como el Imperial College de Londres, la Universidad de California en Berkeley o la Universidad de Texas en Austin, tienen departamentos que se dedican casi en exclusiva a intentar que la ciencia nos haga invisibles. Los planteamientos varían, pero la mayoría de los investigadores se muestra prudente con los resultados actuales. “Nuestros análisis teóricos demuestran que actualmente es imposible ocultar (de las ondas de luz visibles) grandes objetos como una persona, un tanque militar o una nave espacial”, explica a OpenMind el investigador Francesco Monticone, de la Universidad de Texas, recordando ejemplos del cine de ciencia-ficción.

Una ‘capa’ para objetos diminutos

Las expectativas mejoran cuando se trata de ocultar objetos más pequeños. Un estudio de la Universidad de Berkeley publicado en la revista Science en septiembre de 2015 se granjeó titulares como “Cada vez más cerca de la capa invisible”. Los investigadores, Xingjie Ni y Xiang Zhang, mostraban en su estudio cómo habían conseguido hacer invisibles objetos diminutos (de 0,036 milímetros) gracias al uso de metamateriales. Estos materiales artificiales, que han sido diseñados para tener propiedades electromagnéticas inusuales, pueden redirigir la luz fuera del objeto que se pretende ocultar.

Ilustración del funcionamiento de la capa invisible que han desarrollado los investigadores de la Universidad de California en Berkeley. Crédito: Xingjie Ni et al.

Es algo similar a lo que ocurre si metemos un pie en el río. La corriente de agua se separa al llegar al pie, lo rodea y después vuelve a juntarse. Eso es lo que pretenden hacer los investigadores con las capas de metamateriales: conseguir que los rayos de luz lleguen al objeto, lo rodeen y después sigan su camino sin cambios una vez que lo superen. Cuando un objeto no absorbe ni refleja la luz que recibe, no es posible verlo desde una cierta distancia, por lo que en la práctica se volvería invisible. Si nos pudiéramos colocar suficientemente cerca, observaríamos una pequeña deformación del fondo que hay detrás del objeto, debido a la curva que hacen los rayos de luz.

Así crearon y probaron la eficacia de una capa ultradelgada —0,00008 milímetros de espesor— hecha de microscópicos bloques que, como una piel, se adaptaban a la forma del objeto y conseguían que éste fuera indetectable. Esta ilusión óptica es debida a que la capa redirige las ondas de luz fuera del objeto, engañando al ojo humano para que pareciera que lo que estaba viendo era un espejo plano. “Si hemos conseguido que una superficie curvada parezca que es plana, eso significa que podemos hacer muchas cosas más”, aseguraba Xingie Ni.

Aunque no sea tan llamativo, volver invisibles objetos muy pequeños tiene usos muy útiles. El equipo de Andrea Alu y Francesco Monticone está estudiando cómo incluir antenas encubiertas podría reducir la interferencia en los densos sistemas de comunicación actuales o cómo utilizar nano-sensores invisibles para optimizar imágenes ópticas, como las utilizadas en radiografías. “En ese sentido, las capas invisibles ya son reales y prácticas. Pero solo funcionan para objetos pequeños o de un solo color. Para tener capas a escala humana como la de Harry Potter necesitaríamos otro tipo de estructuras, que fueran activas”, reflexiona Monticone.

Próximo reto: capas invisibles activas

Hasta el momento, las opciones que se han explorado se basan en una capa invisible pasiva, es decir, que la única energía que influye en ella es la que le llega de la onda de luz. Estas capas consiguen la invisibilidad gracias a la ilusión óptica que se crea cuando la luz incide en los metamateriales y se redirige hacia otro punto. Pero los metamateriales no funcionan con objetos grandes ni de distintos colores, porque presentan muchas longitudes de onda diferentes. Por ejemplo, el color azul tiene mayor longitud de onda que el color rojo, por lo que un mismo metamaterial no serviría para un objeto que tuviera estos dos colores: cubriría uno de ellos pero dejaría ver el otro.

Por esa razón, Monticone revela que una de las direcciones posibles para ir más allá de estos límites es activar los dispositivos que tengan que ocultar los objetos: “Si atraemos la energía de una fuente externa como una batería, quizás la capa tendría más fuerza y podríamos volver invisibles objetos más grandes y que presenten una gama más amplia de colores”. La posibilidad de utilizar este tipo de dispositivos activos llega a la realidad desde la ficción. En 1966, en un episodio de Star Trek, Mr. Spock dejaba entrever al capitán de su nave espacial, James T. Kirk, que para ocultar un objeto tan grande como su vehículo iban a necesitar un dispositivo con una gran reserva de energía: “La invisibilidad es teóricamente posible, Capitán, con una refracción determinada. Pero el coste de la energía para lograr eso puede ser enorme”, advertía el personaje de la serie de ciencia ficción.

Así, a pesar de la prudencia, los investigadores no pierden la esperanza: “Todavía tenemos muchos desafíos que superar, que nos pueden llevar años o incluso décadas, pero no descartamos conseguir una capa invisible de gran tamaño que funcione para todos los colores”, señala Monticone.

Beatriz Guillén para Ventana al Conocimiento

@BeaGTorres

Publicaciones relacionadas

Comentarios sobre esta publicación

Escribe un comentario aquí…* (Máximo de 500 palabras)
El comentario no puede estar vacío
*Tu comentario será revisado antes de ser publicado
La comprobación captcha debe estar aprobada