En busca de la llave de la invisibilidad
2017/03/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Miguel Beruete Díaz es investigador de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y últimamente ha trabajado en medios difusores junto a investigadores de su laboratorio y de la Universidad Politécnica de Valencia. Parece ser que han acertado con la senda, ya que en estos entornos han inventado una capa para invisibilizar objetos. El resultado ha sido publicado en la revista estadounidense Physical Review A.
Beruete explica que se han basado en la invisibilidad tipo Pendry o en la óptica de transformación: “Consiste en encontrar coordenadas para que la luz vaya en la dirección que queremos en lugar de ir recta. ¿Cómo se consigue? Utilizando metamateriales que redirigen la luz como queramos. Estos materiales no están en la naturaleza, nuestro trabajo es diseñarlos. Gracias a ellos, la luz, en lugar de sonar en el objeto, lo rodea y se hace invisible para nosotros”.
El camino para llegar a él ha sido largo. “La primera capa diseñada, la de Pendry, fue concebida para entornos comunes: aire, agua… en los que las ondas se propagan según la ecuación de las ondas y la luz va en línea recta. Sin embargo, existen otros medios en los que la luz no funciona. Se llaman medios difusores y un ejemplo es la niebla. En la niebla hay pequeñas partículas de agua que se dispersan al golpearlas. En este tipo de entornos, la capa de Pendry no funciona”.
Medios de difusión y pulsos de luz
Según Beruete, en Alemania hay un grupo, el Instituto de Tecnología Karlsruhe, que ha trabajado mucho en entornos difusores. Martin Wegener es el director de este grupo y su trabajo se ha centrado en su investigación. “Hemos refinado la capa de invisibilidad de Wegener”. Así, han mejorado la capa de Wegener para que funcione incluso con luz conmutada o pulsada.
“Está interesado desde el punto de vista tecnológico porque los radares, por ejemplo, son pulsos de luz; y si quiero hacer algo invisible, tal vez lo quiero conseguir en ese tipo de luz”, ha precisado.
De hecho, se han basado en la misma técnica que Pendry: “Nuestro trabajo es mediante simulaciones. En las simulaciones hemos obtenido un material con unos coeficientes de difusión determinados que canaliza la luz según queremos. Gracias a ello, el objeto bajo él se hace invisible. Es decir, el metamaterial diseñado conduce la luz para que rodee el objeto y así no se vea”.
El material desarrollado puede tener múltiples aplicaciones, entre ellas las biomédicas, ya que los tejidos biológicos pueden considerarse medios de difusión. Estas aplicaciones biomédicas son las más atractivas para Beruete: “Por ejemplo, podría utilizarse para el recubrimiento de implantes, evitando que el implante oculte los tejidos que quedan detrás”. Beruete reconoce que este tipo de aplicaciones están lejos de ser reales, pero le gustaría seguir en ese camino.
Buscando la alfombra o tapiz de la invisibilidad
Sin embargo, explora junto a sus compañeros otra senda: la alfombra de la invisibilidad. Su padre, como el del otro, es Pendry. Explica la base de su trabajo: “Imagina una superficie plana con un pico en un lugar determinado. El objetivo es que no se vea esta cima, que toda la superficie sea plana. Así, el objeto que metes dentro de la cima se hace invisible”.
Explica que cuando Pendry propuso esta alfombra, propuso utilizar la óptica de transformación, es decir, ir encauzando la luz para que rodeara la cima y así se hiciera invisible. Posteriormente, sin embargo, se han propuesto metáforas, láminas de plástico con elementos metálicos que canalizan la luz pero no la envolvente, sino en la propia piel.
Pues los de la UPNA han fabricado este tipo de metamaterial en la banda terahertzen. Berueta confiesa que en China otro grupo había conseguido lo mismo un poco antes que ellos, en la banda de la vista: “Eso nos ha quitado en parte la novedad, pero estamos satisfechos de haberla conseguido”.
En comparación con lo anterior, la técnica de invisibilidad es totalmente distinta. Se basa en la holografía: “Distinguimos los volúmenes en función del tiempo que tarda la luz mirando. El metamaterial que hemos creado se basa en eso para engañar al detector: el metamaterial está sobre la superficie y el metamaterial se comporta como si la luz golpeara sobre la superficie que hay debajo. Es como dar una profundidad ficticia, como lo hace la holografía”.
Según Beruete, la mayor ventaja de esta alfombra de invisibilidad es que es extremadamente delgada. Además, no sólo lo han conseguido en simulaciones sino que lo han hecho de forma experimental. Y la banda de terahertz está cada vez más interesada, ya que hasta ahora no se podía detectar y crear correctamente, por lo que puede aportar muchas cosas nuevas: “Es la última zona no explorada”, por ejemplo, cree que en este camino pueden venir nuevos métodos de identificación de biomoléculas: “Trabajamos en aplicaciones biomédicas y agroalimentarias porque creemos que tiene un gran potencial”.
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