En busca da chave da invisibilidad

2017/03/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika
• Materialak

Miguel Beruete Díaz é investigador da Universidade Pública de Navarra (UPNA) e ultimamente traballou en medios difusores xunto a investigadores do seu laboratorio e da Universidade Politécnica de Valencia. Parece ser que acertaron coa senda, xa que nestas contornas inventaron una capa paira invisibilizar obxectos. O resultado foi publicado na revista estadounidense Physical Review A.

Beruete explica que se basearon na invisibilidad tipo Pendry ou na óptica de transformación: “Consiste en atopar coordenadas para que a luz vaia na dirección que queremos en lugar de ir recta. Como se consegue? Utilizando metamateriales que redirixen a luz como queiramos. Estes materiais non están na natureza, o noso traballo é deseñalos. Grazas a eles, a luz, en lugar de soar no obxecto, rodéao e faise invisible paira nós”.

O camiño paira chegar a el foi longo. “A primeira capa deseñada, a de Pendry, foi concibida paira contornas comúns: aire, auga… nos que as ondas se propagan segundo a ecuación das ondas e a luz vai en liña recta. Con todo, existen outros medios nos que a luz non funciona. Chámanse medios difusores e un exemplo é a néboa. Na néboa hai pequenas partículas de auga que se dispersan ao golpealas. Neste tipo de contornas, a capa de Pendry non funciona”.

Medios de difusión e pulsos de luz

Segundo Beruete, en Alemaña hai un grupo, o Instituto de Tecnoloxía Karlsruhe, que traballou moito en contornas difusores. Martin Wegener é o director deste grupo e o seu traballo centrouse na súa investigación. “Refinamos a capa de invisibilidad de Wegener”. Así, melloraron a capa de Wegener para que funcione mesmo con luz conmutada ou pulsada.

Miguel Beruete Díaz. Doutor en Enxeñaría de Telecomunicacións e investigador da Universidade Pública de Navarra.

“Está interesado desde o punto de vista tecnolóxico porque os radares, por exemplo, son pulsos de luz; e si quero facer algo invisible, talvez quéroo conseguir nese tipo de luz”, precisou.

De feito, baseáronse na mesma técnica que Pendry: “O noso traballo é mediante simulacións. Nas simulacións obtivemos un material cuns coeficientes de difusión determinados que canaliza a luz segundo queremos. Grazas a iso, o obxecto baixo el faise invisible. É dicir, o metamaterial deseñado conduce a luz para que rodee o obxecto e así non se vexa”.

O material desenvolvido pode ter múltiples aplicacións, entre elas as biomédicas, xa que os tecidos biolóxicos poden considerarse medios de difusión. Estas aplicacións biomédicas son as máis atractivas paira Beruete: “Por exemplo, podería utilizarse paira o recubrimiento de implantes, evitando que o implante oculte os tecidos que quedan detrás”. Beruete recoñece que este tipo de aplicacións están lonxe de ser reais, pero lle gustaría seguir nese camiño.

Buscando a alfombra ou tapiz da invisibilidad

Con todo, explora xunto aos seus compañeiros outra senda: a alfombra da invisibilidad. O seu pai, como o do outro, é Pendry. Explica a base do seu traballo: “Imaxina una superficie plana cun pico nun lugar determinado. O obxectivo é que non se vexa esta cima, que toda a superficie sexa plana. Así, o obxecto que metes dentro da cima faise invisible”.

Funcionamento básico dunha capa de invisibilidad.

Explica que cando Pendry propuxo esta alfombra, propuxo utilizar a óptica de transformación, é dicir, ir canalizando a luz para que rodease a cima e así se fixese invisible. Posteriormente, con todo, propuxéronse metáforas, láminas de plástico con elementos metálicos que canalizan a luz pero non a envolvente, senón na propia pel.

Pois os da UPNA fabricaron este tipo de metamaterial na banda terahertzen. Berueta confesa que en China outro grupo conseguira o mesmo un pouco antes que eles, na banda da vista: “Iso quitounos en parte a novidade, pero estamos satisfeitos de habela conseguido”.

En comparación co anterior, a técnica de invisibilidad é totalmente distinta. Baséase na holografía: “Distinguimos os volumes en función do tempo que tarda a luz mirando. O metamaterial que creamos baséase niso paira enganar ao detector: o metamaterial está sobre a superficie e o metamaterial compórtase coma se a luz golpease sobre a superficie que hai debaixo. É como dar una profundidade ficticia, como o fai a holografía”.

Segundo Beruete, a maior vantaxe desta alfombra de invisibilidad é que é extremadamente delgada. Ademais, non só o conseguiron en simulacións senón que o fixeron de forma experimental. E a banda de terahertz está cada vez máis interesada, xa que até agora non se podía detectar e crear correctamente, polo que pode achegar moitas cousas novas: “É a última zona non explorada”, por exemplo, cre que neste camiño poden vir novos métodos de identificación de biomoléculas: “Traballamos en aplicacións biomédicas e agroalimentarias porque creemos que ten un gran potencial”.