À la recherche de la clef d'invisibilité
2017/03/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Miguel Beruete Díaz est chercheur à l'Université publique de Navarre (UPNA) et a récemment travaillé dans des médias diffuseurs avec des chercheurs de son laboratoire et de l'Université polytechnique de Valence. Il semble qu'ils ont réussi avec le chemin, car dans ces environnements ont inventé une couche pour rendre invisible les objets. Le résultat a été publié dans le magazine américain Physical Review A.
Beruete explique qu'ils sont basés sur l'invisibilité type Pendry ou sur l'optique de transformation : « Il consiste à trouver des coordonnées pour que la lumière aille dans la direction que nous voulons plutôt que d’aller droit. Comment est-il obtenu? En utilisant des métamatériaux qui redirigent la lumière comme nous le voulons. Ces matériaux ne sont pas dans la nature, notre travail est de les concevoir. Grâce à eux, la lumière, au lieu de sonner dans l’objet, l’entoure et devient invisible pour nous ».
Le chemin pour y arriver a été long. « La première couche conçue, celle de Pendry, a été conçue pour des environnements communs : air, eau… où les ondes se propagent selon l’équation des ondes et la lumière va en ligne droite. Cependant, il existe d'autres moyens par lesquels la lumière ne fonctionne pas. Ils sont appelés médias diffuseurs et un exemple est le brouillard. Dans le brouillard, de petites particules d'eau sont dispersées en les frappant. Dans ces environnements, la couche Pendry ne fonctionne pas.»
Moyens de diffusion et impulsions de lumière
Selon Beruete, il y a en Allemagne un groupe, l'Institut de technologie Karlsruhe, qui a beaucoup travaillé dans des environnements diffuseurs. Martin Wegener est le directeur de ce groupe et son travail a porté sur ses recherches. “Nous avons affiné la couche d'invisibilité de Wegener”. Ainsi, ils ont amélioré la couche de Wegener pour fonctionner même avec la lumière commutée ou pulsée.
« Il est intéressé du point de vue technologique parce que les radars, par exemple, sont des impulsions de lumière ; et si je veux faire quelque chose d’invisible, je veux peut-être l’obtenir dans ce type de lumière », a-t-il précisé.
En fait, ils ont été basés sur la même technique que Pendry: « Notre travail se fait par des simulations. Dans les simulations, nous avons obtenu un matériau avec certains coefficients de diffusion qui canalise la lumière que nous voulons. Grâce à cela, l'objet sous lui devient invisible. Autrement dit, le métamatérial conçu conduit la lumière à entourer l’objet et ne le voit pas. »
Le matériel développé peut avoir de multiples applications, notamment biomédicales, car les tissus biologiques peuvent être considérés comme des moyens de diffusion. Ces applications biomédicales sont les plus attrayantes pour Beruete: “Par exemple, il pourrait être utilisé pour le revêtement d'implants, empêchant l'implant de cacher les tissus qui restent derrière”. Beruete reconnaît que ce genre d'applications sont loin d'être réel, mais il aimerait continuer sur cette voie.
Vous cherchez le tapis ou tapis de l'invisibilité
Cependant, il explore avec ses compagnons un autre sentier: le tapis de l'invisibilité. Son père, comme celui de l'autre, est Pendry. Il explique la base de son travail: “Imaginez une surface plane avec un pic à un endroit donné. L'objectif est de ne pas voir ce sommet, que toute la surface soit plate. Ainsi, l'objet que vous mettez dans le sommet devient invisible ».
Il explique que lorsque Pendry proposa ce tapis, il proposa d'utiliser l'optique de transformation, c'est-à-dire d'aller en captant la lumière pour qu'elle encerne le sommet et devienne ainsi invisible. Par la suite, cependant, on a proposé des métaphores, des lames en plastique avec des éléments métalliques qui canalisent la lumière mais pas l'enveloppe, mais sur la peau elle-même.
Car ceux de l'UPNA ont fabriqué ce type de métamatérial dans la bande terahertzen. Berueta avoue qu'en Chine un autre groupe avait obtenu la même chose un peu avant eux, dans la bande de la vue: «Cela nous a en partie enlevé la nouveauté, mais nous sommes heureux de l’avoir obtenue.»
Par rapport à ce qui précède, la technique d'invisibilité est totalement différente. Il est basé sur l'holographie: « Nous distinguons les volumes en fonction du temps que prend la lumière en regardant. Le métamatérial que nous avons créé est basé sur cela pour tromper le détecteur : le métamatérial est sur la surface et le métamatérial se comporte comme si la lumière frappait sur la surface en dessous. C’est comme donner une profondeur fictive, comme le fait l’holographie.»
Selon Beruete, le plus grand avantage de ce tapis d'invisibilité est qu'il est extrêmement mince. En outre, non seulement ils l'ont obtenu dans des simulations, mais ils l'ont fait de manière expérimentale. Et la bande de terahertz est de plus en plus intéressée, car jusqu'à présent il ne pouvait pas détecter et créer correctement, de sorte qu'il peut apporter beaucoup de nouvelles choses: «C’est la dernière zone non explorée», par exemple, estime que de nouvelles méthodes d’identification des biomolécules peuvent venir sur cette voie: « Nous travaillons dans des applications biomédicales et agroalimentaires parce que nous croyons avoir un grand potentiel. »
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