Cient¨ªficos vuelven completamente invisible un objeto

Ya sea por la tranquilidad de desaparecer moment¨¢neamente del mundo o por la seguridad de esconder algo a la vista de los dem¨¢s, ?qui¨¦n no ha so?ado con la idea de la invisibilidad? Los pioneros en la exploraci¨®n de este concepto tan simple fueron los magos e ilusionistas quienes, bas¨¢ndose en la reflexi¨®n de la luz, utilizaban espejos para crear la ilusi¨®n de desaparecer objetos y personas ante el asombro del p¨²blico.

Sin embargo, llevar la magia al mundo real requiere ciencia y tecnolog¨ªa. Un grupo del Instituto Nacional de la Investigaci¨®n Cient¨ªfica (INRS) de Montreal, Canad¨¢, que estudia los campos de fot¨®nica, ¨®ptica e ingenier¨ªa de microondas, ha publicado en la revista Optica de la Sociedad Americana de ?ptica (OAS) sus ¨²ltimos resultados sobre la capa de invisibilidad. El equipo canadiense, liderado por el profesor toledano Jos¨¦ Aza?a, ha conseguido, por primera vez, volver completamente invisible un objeto al ser iluminado con luz de espectro completo. Esta t¨¦cnica tendr¨¢ aplicaciones inmediatas en la transmisi¨®n de se?ales en las telecomunicaciones.

Una t¨¦cnica innovadora

La b¨²squeda de la capa de invisibilidad lleva muchos a?os de estudio. En el pasado se han conseguido importantes avances como volver invisible un objeto a un rango peque?o de frecuencias (colores) del espectro de luz visible, como por ejemplo, a la luz roja. Sin embargo, estos dispositivos de invisibilidad fallaban al iluminar el objeto con luz de frecuencia distinta para los que estaban dise?ados. Las limitaciones de esta t¨¦cnica se hacen patentes cuando uno intenta repetir el experimento utilizando luz natural, la cual contiene en su rango de frecuencias visible todos los colores posibles.

Las soluciones convencionales de invisibilidad se basan en alterar la propagaci¨®n de la luz alrededor del objeto a ocultar. ¡°El problema es que los diferentes colores o frecuencias del espectro de la luz requieren diferentes intervalos de tiempo para atravesar el dispositivo de invisibilidad; y como resultado, la distorsi¨®n temporal creada en torno al dispositivo revela su presencia arruinando el efecto de invisibilidad¡±, explica el profesor Aza?a.

La soluci¨®n innovadora propuesta por el equipo de investigadores evita este problema permitiendo que las ondas se propaguen a trav¨¦s del objeto, en lugar de rodearlo, eludiendo as¨ª cualquier distorsi¨®n detectable en las ondas alrededor del objeto. La clave de esta t¨¦cnica reside en desplazar primero las frecuencias de luz a regiones del espectro que no van a verse afectadas por la reflexi¨®n o propagaci¨®n de la luz a trav¨¦s del objeto a ocultar. Por ejemplo, si el objeto es verde, es porque refleja la luz de esta frecuencia, entonces la luz en la regi¨®n verde del espectro podr¨ªa desplazarse a la regi¨®n azul de forma que, al llegar al objeto, no habr¨ªa luz verde para ser reflejada. As¨ª, una vez esquivado el objeto, el dispositivo de invisibilidad invierte este desplazamiento de la frecuencia reconstruyendo el estado inicial de la onda. ¡°De esta forma, ni el objeto a ocultar ni el propio dispositivo de invisibilidad son detectados¡±, cuenta el investigador.

Los l¨ªmites del futuro est¨¢n en la investigaci¨®n del presente

El experto en comunicaciones Carlos Rodr¨ªguez Fern¨¢ndez-Pousa, profesor de la Universidad Miguel Hern¨¢ndez de Elche, cuenta que este avance cient¨ªfico tiene aplicaciones inmediatas muy interesantes. ¡°No pienso en la capa de invisibilidad de Harry Potter¡±, dice, sino en una nueva t¨¦cnica de propagaci¨®n de se?ales. Y es que el Efecto Talbot, en el que se basa este experimento, podr¨ªa utilizarse para resolver ciertos problemas actuales en las conexiones de telecomunicaciones. ¡°Por ejemplo, reorganizando el espectro de energ¨ªa de la se?al, se disminuir¨ªan interferencias, ruido y dispersi¨®n de la se?al, y otros efectos indeseados que afectan a la transmisi¨®n de datos hoy en d¨ªa¡±, explica.

Actualmente, el equipo de Montreal se encuentra desarrollando la siguiente fase de su investigaci¨®n. ¡°Estamos trabajando en generalizar las ecuaciones para hacer invisible un objeto en dos dimensiones. Y si es posible, queremos llegar a implementarlo alg¨²n d¨ªa a objetos tridimensionales macrosc¨®picos¡±, dice Aza?a.

El investigador del centro canadiense explica el impacto de la investigaci¨®n en la sociedad. ¡°Nuestros resultados son posibles gracias a los fondos p¨²blicos que se destinan a la Investigaci¨®n, y por lo tanto son de dominio p¨²blico. El continuo desarrollo cient¨ªfico conseguido gracias a la investigaci¨®n modela las posibilidades del futuro¡±.

Un aspecto muy interesante es generalizar estos resultados a ondas de naturaleza distinta. ¡°Los procesos utilizados en nuestro estudio son de car¨¢cter universal, y por lo tanto podr¨ªan aplicarse a ondas de naturaleza distinta de la electromagn¨¦tica¡±, comenta el investigador. Esto abrir¨ªa la puerta a futuras aplicaciones como, por ejemplo, aislantes t¨¦rmicos, aislantes ac¨²sticos, o incluso para hacer edificios invisibles a terremotos, generalizando estos resultados a ondas t¨¦rmicas u ondas mec¨¢nicas, respectivamente.

Josu Hern¨¢ndez-Garc¨ªa es investigador en el proyecto europeo Elusives, que aborda el estudio de neutrinos, materia oscura y f¨ªsica m¨¢s all¨¢ del modelo est¨¢ndar (H2020-MSCA-ITN-2015//674896-Elusives).