Un manto de invisibilidad ultradelgado

Las capas de invisibilidad son un elemento básico de la ciencia ficción y la fantasía, desde Star Trek hasta Harry Potter, pero no existen en la vida real, ¿o sí? Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y de la Universidad de California (UC) Berkeley han ideado una capa ultrafina de invisisibilidad que puede adaptarse a la forma de un objeto y ocultarlo de la detección con luz visible. Aunque esta capa es sólo de tamaño microscópico, los principios detrás de la tecnología deben permitir su fabricación a escala mayor para ocultar objetos macroscópicos.

Una ilustración 3D de un manto de metasuperficie elaborado con una capa ultradelgada de nanoantenas (bloques de oro) que cubre un objeto en forma arbitraria. La luz que se refleja del manto (flechas rojas) es como si se reflejara de un espejo plano (Berkeley Lab)

Una ilustración 3D de un manto de metasuperficie elaborado con una capa ultradelgada de nanoantenas (bloques de oro) que cubre un objeto en forma arbitraria. La luz que se refleja del manto (flechas rojas) es como si se reflejara de un espejo plano (Berkeley Lab)

Por medio de bloques de nanoantenas de oro, los investigadores de Berkeley han diseñado un “manto para la piel” de apenas 80 nanómetros de espesor, que se envuelve alrededor de un objeto tridimensional sobre una superficie del tamaño de unas cuantas células biológicas, y arbitrariamente se amolda a una superficie desigual. La superficie de la capa se diseñó para desviar las ondas de luz reflejadas, de manera que el objeto se vuelve invisible para la detección óptica cuando se activa la capa.

Es la dispersión de la luz – ya sea visible, infrarroja, de rayos X, etc., – a partir de su interacción con la materia, lo que nos permite detectar y observar los objetos. Las normas que rigen estas interacciones en materiales naturales se pueden eludir en los metamateriales, cuyas propiedades ópticas se derivan de su estructura física en lugar de su composición química.

En el estudio de Berkeley, cuando la luz roja golpeó de forma arbitraria un objeto tridimensional de unas 1,300 micras cuadradas de superficie, envuelto con el manto de invisibilidad, la luz reflejada por la superficie de la capa era idéntica a la luz reflejada por un espejo plano, por lo que el objeto debajo del manto era invisible, incluso para la detección sensible a la fase. El manto se puede activar o desactivar simplemente cambiando la polarización de las nanoantenas.

La capacidad de manipular las interacciones entre la luz y los metamateriales ofrece tentadoras perspectivas de futuro para tecnologías tales como microscopios ópticos de alta resolución y equipos ópticos ultrarrápidos. Una capa invisibilidad en la escala microscópica podrían resultar útil para ocultar el diseño detallado de los componentes microelectrónicos o con fines de cifrado de seguridad. En la macroescala, entre otras aplicaciones, la capas de invisibilidad podría resultar útiles para pantallas 3D.

Estudio: Xingjie Ni, Zi Jing Wong, Michael Mrejen, Yuan Wang, Xiang Zhang. An ultrathin invisibility skin cloak for visible light. Science 18 September 2015: Vol. 349 no. 6254 pp. 1310-1314, DOI: 10.1126/science.aac9411

Fuente: Berkeley Lab

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