A la recerca de la clau de la invisibilitat
2017/03/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Miguel Beruete Díaz és investigador de la Universitat Pública de Navarra (UPNA) i últimament ha treballat en mitjans difusors al costat d'investigadors del seu laboratori i de la Universitat Politècnica de València. Sembla ser que han encertat amb la senda, ja que en aquests entorns han inventat una capa per a invisibilitzar objectes. El resultat ha estat publicat en la revista estatunidenca Physical Review A.
Beruete explica que s'han basat en la invisibilitat tipus Pendry o en l'òptica de transformació: “Consisteix a trobar coordenades perquè la llum vagi en la direcció que volem en lloc d'anar recta. Com s'aconsegueix? Utilitzant metamateriales que redirigeixen la llum com vulguem. Aquests materials no estan en la naturalesa, el nostre treball és dissenyar-los. Gràcies a ells, la llum, en lloc de sonar en l'objecte, l'envolta i es fa invisible per a nosaltres”.
El camí per a arribar a ell ha estat llarg. “La primera capa dissenyada, la de Pendry, va ser concebuda per a entorns comuns: aire, aigua… en els quals les ones es propaguen segons l'equació de les ones i la llum va en línia recta. No obstant això, existeixen altres mitjans en els quals la llum no funciona. Es diuen mitjans difusors i un exemple és la boira. En la boira hi ha petites partícules d'aigua que es dispersen en colpejar-les. En aquesta mena d'entorns, la capa de Pendry no funciona”.
Mitjans de difusió i polsos de llum
Segons Beruete, a Alemanya hi ha un grup, l'Institut de Tecnologia Karlsruhe, que ha treballat molt en entorns difusors. Martin Wegener és el director d'aquest grup i el seu treball s'ha centrat en la seva recerca. “Hem refinat la capa d'invisibilitat de Wegener”. Així, han millorat la capa de Wegener perquè funcioni fins i tot amb llum commutada o premuda.
“Està interessat des del punt de vista tecnològic perquè els radars, per exemple, són polsos de llum; i si vull fer una cosa invisible, tal vegada ho vull aconseguir en aquest tipus de llum”, ha precisat.
De fet, s'han basat en la mateixa tècnica que Pendry: “El nostre treball és mitjançant simulacions. En les simulacions hem obtingut un material amb uns coeficients de difusió determinats que canalitza la llum segons volem. Gràcies a això, l'objecte sota ell es fa invisible. És a dir, el metamaterial dissenyat condueix la llum perquè envolti l'objecte i així no es vegi”.
El material desenvolupat pot tenir múltiples aplicacions, entre elles les biomèdiques, ja que els teixits biològics poden considerar-se mitjans de difusió. Aquestes aplicacions biomèdiques són les més atractives per a Beruete: “Per exemple, podria utilitzar-se per al recobriment d'implants, evitant que l'implant oculti els teixits que queden darrere”. Beruete reconeix que aquest tipus d'aplicacions estan lluny de ser reals, però li agradaria seguir en aquest camí.
Buscant la catifa o tapís de la invisibilitat
No obstant això, explora al costat dels seus companys una altra senda: la catifa de la invisibilitat. El seu pare, com el de l'altre, és Pendry. Explica la base del seu treball: “Imagina una superfície plana amb un pic en un lloc determinat. L'objectiu és que no es vegi aquest cim, que tota la superfície sigui plana. Així, l'objecte que fiques dins del cim es fa invisible”.
Explica que quan Pendry va proposar aquesta catifa, va proposar utilitzar l'òptica de transformació, és a dir, anar canalitzant la llum perquè envoltés el cim i així es fes invisible. Posteriorment, no obstant això, s'han proposat metàfores, làmines de plàstic amb elements metàl·lics que canalitzen la llum però no l'envolupant, sinó en la pròpia pell.
Perquè els de la UPNA han fabricat aquest tipus de metamaterial en la banda terahertzen. Berueta confessa que a la Xina un altre grup havia aconseguit el mateix una mica abans que ells, en la banda de la vista: “Això ens ha llevat en part la novetat, però estem satisfets d'haver-la aconseguit”.
En comparació amb l'anterior, la tècnica d'invisibilitat és totalment diferent. Es basa en l'holografia: “Distingim els volums en funció del temps que triga la llum mirant. El metamaterial que hem creat es basa en això per a enganyar al detector: el metamaterial està sobre la superfície i el metamaterial es comporta com si la llum colpegés sobre la superfície que hi ha sota. És com donar una profunditat fictícia, com ho fa l'holografia”.
Segons Beruete, el major avantatge d'aquesta catifa d'invisibilitat és que és extremadament prima. A més, no sols ho han aconseguit en simulacions sinó que ho han fet de manera experimental. I la banda de terahertz està cada vegada més interessada, ja que fins ara no es podia detectar i crear correctament, per la qual cosa pot aportar moltes coses noves: “És l'última zona no explorada”, per exemple, creu que en aquest camí poden venir nous mètodes d'identificació de biomolècules: “Treballem en aplicacions biomèdiques i agroalimentàries perquè creiem que té un gran potencial”.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
