Consiguen la invisibilidad de objetos moldeando la luz
Eduardo Martínez de la Fe
La luz se puede moldear para que atraviese objetos y se vuelvan invisibles para el ojo humano o cualquier cámara. Permite observar lo que hay detrás de una cosa y cómo es por dentro mejor que con los rayos X.
Investigadores de la Universidad de Utrecht y TU Wien (Viena) han creado unas ondas de luz especiales que pueden penetrar objetos opacos y hacerlos prácticamente invisibles, tal como informan en un artículo publicado en la revista Nature Photonics.
Cuando miramos un objeto, lo que realmente percibimos es la interacción de la luz con el objeto que estamos mirando. Si la luz no tropezara con los objetos, sencillamente no podríamos verlos.
Lo que han conseguido los científicos austriacos es que la luz atraviese los objetos, en vez de rebotar hacia nuestros ojos: eso los vuelve invisibles, tanto para nosotros como para cualquier cámara.
Han comprobado que se pueden construir haces de luz hechos a la medida de un objeto: cuando lo alcanzan, esos haces de luz no se modifican, sino que continúan su trayectoria como si el objeto no estuviera realmente ahí. Eso significa que los científicos no solo pueden mirar lo que hay detrás de un objeto, sino también lo que hay en su interior.
Ondas específicas de luz
Para llegar a este descubrimiento, los investigadores utilizaron una capa de polvo de óxido de zinc opaco (nanopartículas dispuestas al azar): calcularon exactamente cómo se dispersa la luz a través de ese polvo y cómo se habría dispersado si el polvo no estuviera en el ambiente.
De esta forma descubrieron que un determinado tipo de onda de luz fue registrada por un detector en el otro lado del polvo exactamente con el mismo patrón, aunque un poco más débil que cuando la enviaron.
Uno de los artífices de este descubrimiento, Stefan Rotter, explica al respecto en un comunicado: «las ondas en una superficie de agua turbulenta pueden adoptar un número infinito de formas diferentes y, de manera similar, las ondas de luz también se pueden configurar en innumerables formas distintas. Cada uno de estos patrones de ondas de luz cambia y se desvía de una manera muy específica cuando se envía a través de un medio desordenado».
Y añade: » hemos demostrado que existe una clase muy especial de ondas de luz, los llamados modos de luz invariantes de dispersión, que producen exactamente el mismo patrón de onda en el detector, independientemente de si la onda de luz solo se envió por el aire o si tenía que penetrar la complicada capa de óxido de zinc».
Difícil, pero no imposible
No ha sido fácil, porque, aunque hay un número teóricamente ilimitado de ondas de luz, hay que encontrar esos modos de luz que, aplicados de manera correcta, pueden lograr la invisibilidad de un objeto.
En declaraciones a The Independent, Rotter explica que “los campos de luz que introdujimos en nuestro trabajo no solo parecen ser especiales en los patrones de campo de salida que producen detrás del objeto, sino también dentro de él».
Este método de encontrar patrones de luz que penetren en un objeto sin ser molestados, podría usarse por ello para procesamiento de imágenes, destacan los investigadores.
«En los hospitales, los rayos X se utilizan para mirar dentro del cuerpo; tienen una longitud de onda más corta y, por lo tanto, pueden penetrar nuestra piel. Pero la forma en que una onda de luz penetra en un objeto depende no solo de la longitud de onda, sino también de la forma de onda», explica al respecto Matthias Kühmayer, otro de los desarrolladores de esta tecnología.
«Si desea enfocar la luz dentro de un objeto en ciertos puntos, entonces nuestro método abre posibilidades completamente nuevas. Pudimos demostrar que, usando nuestro enfoque, la distribución de la luz dentro de la capa de óxido de zinc también se puede controlar específicamente». Esto podría ser interesante para experimentos biológicos» añade.
Rotter cree, por último, que es solo cuestión de tiempo que las herramientas de medición sean lo suficientemente rápidas y económicas para posibilitar aplicaciones todavía más sofisticadas.
Largo camino
Desde que en 2003 ingenieros japoneses consiguieran el efecto óptico de la invisibilidad, los científicos han investigado intensamente para crear diversas formas de hacer invisibles los objetos.
Se ha intentado con metamateriales especialmente diseñados a escala nanotecnológica, así como con un material que dobla la luz para hacer que las personas y los objetos sean casi invisibles a simple vista.
El desarrollo de los científicos austriacos está más cerca del conseguido en 2020 por científicos canadienses: fabricaron circuitos fotónicos invisibles, aprovechando la resonancia electrónica de materiales procesados con láser.
La historia continúa.
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Referencia
Scattering invariant modes of light in complex media. Pritam Pai et al. Nature Photonics (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41566-021-00789-9
Foto superior: el haz de luz atraviesa un objeto sin dispersarse, volviéndolo invisible. Crédito: Allard Mosk / Matthias Kühmayer
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