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Jueves, 6 agosto 2015
Física

Volver invisible un objeto sin necesidad de usar capas de metamateriales

En los últimos meses, se ha generado mucha sorpresa en torno a una técnica relativamente simple de volver invisibles por completo a objetos cilíndricos homogéneos, por ahora solo en el rango de las microondas. Contradiciendo la noción actual predominante de que la invisibilidad depende de recubrimientos de metamateriales, los creadores de la nueva técnica alcanzaron el resultado usando un objeto homogéneo sin ninguna capa de recubrimiento adicional. El método se basa en nuevos y avanzados conocimientos sobre la dispersión de las ondas electromagnéticas.

 

El equipo internacional de Mikhail Rybin, de la Universidad ITMO en San Petersburgo, Rusia, comenzó por estudiar la dispersión de la luz desde un cilindro de vidrio lleno de agua. En esencia, tal experimento representa un equivalente bidimensional de un problema clásico sobre la dispersión desde una esfera homogénea, la solución del cual se conoce desde hace casi un siglo. Sin embargo, en este problema clásico intervienen efectos físicos poco comunes que se manifiestan cuando entran en escena materiales con valores altos del índice de refracción. En el estudio, los científicos usaron agua normal cuyo índice de refracción podía ser regulado mediante el cambio de la temperatura.

 

Un índice de refracción alto está asociado a dos mecanismos de dispersión: la dispersión resonante, que está relacionada con la localización de la luz dentro del cilindro, y la dispersión no resonante, que se caracteriza por una cierta dependencia de la frecuencia de onda. Las interacciones entre estos mecanismos se conocen como resonancias de Fano. Los investigadores descubrieron que a ciertas frecuencias, las ondas que se dispersan mediante el mecanismo resonante y las que lo hacen por el no resonante tienen fases opuestas y se destruyen mutuamente, haciendo por tanto invisible al objeto.

 

[Img #29792]

 

El trabajo llevó a la primera observación experimental de un objeto homogéneo invisible por medio de la cancelación de dispersión. De manera importante, la técnica desarrollada hizo posible conmutar entre regímenes de visibilidad y de invisibilidad a la misma frecuencia de 1,9 GHz, variando simplemente la temperatura del agua en el cilindro de 90 grados centígrados a 50.

 

Un dato interesante, tal como destaca Rybin, es que este concepto alternativo de invisibilidad puede ser aplicado a otras bandas del espectro electromagnético, incluyendo la de la luz visible.

 

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