Más cerca de la invisibilidad en objetos tridimensionales

Mientras que estudios anteriores han sido, o bien de naturaleza teórica, o limitados a la ocultación de objetos en dos dimensiones, éste último se acerca a las tres dimensiones. Algunos de los avances más recientes en el campo del camuflaje mediante ocultamiento se han centrado en el uso de metamateriales basados en la transformación -metamateriales artificiales no homogéneos que tienen la capacidad de curvar la luz alrededor de objetos- sin embargo, este nuevo enfoque utiliza un tipo diferente de material artificial: los metamateriales plasmónicos.

Cuando la luz golpea un objeto, esta rebota en su superficie hacia otra dirección; la razón por la que vemos los objetos se debe a que los rayos de luz rebotan desde los materiales hasta nuestros ojos, y nuestros ojos son capaces de procesar esta información. Debido a sus propiedades únicas, los metamateriales plasmónicos tienen un efecto de dispersión, frente al efecto común de los materiales de uso cotidiano.

"Cuando los campos dispersos de la capa y el objeto interfieren, se anulan el uno al otro, y el efecto general es la transparencia y la invisibilidad en todos los ángulos de observación. Una de las ventajas de la técnica de ocultamiento plasmónico es su robustez y su amplio ancho de banda de operaciones, superiores a los de las capas convencionales, basadas en metamateriales de transformación", explica el coautor del estudio, el profesor Andrea Alu.

En este estudio, un tubo cilíndrico fue envuelto con una capa de metamateriales plasmónicos para que pareciera invisible. El sistema fue probado dirigiendo microondas hacia el cilindro envuelto y mapeando la dispersión resultante tanto alrededor del objeto, como en el campo lejano. La capa de ocultamiento mostró un funcionamiento óptimo cuando las microondas se encontraban en una frecuencia de 3.1 gigahercios.

Los investigadores ya habían demostrado en estudios anteriores que la forma del objeto es irrelevante; objetos de forma irregular y asimétrica pueden ser, también, envueltos con esta técnica de ocultamiento. En el futuro, uno de los retos clave para los investigadores será el de demostrar la ocultación de un objeto tridimensional usando la luz visible.

"En principio, esta técnica podría ser utilizada para ocultar la luz, de hecho, algunos materiales plasmónicos están disponibles de forma natural a frecuencias ópticas. Sin embargo, el tamaño de los objetos que pueden ser eficientemente encubiertos con este método se limita a las escalas de la longitud de onda de la operación. Sin embargo, el camuflaje de objetos pequeños puede ser interesante para una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, actualmente estamos investigando esta aplicación para ocultar una punta del microscopio a frecuencias ópticas, lo que, en gran medida, puede beneficiar a los campos ópticos y biomédicos", concluye el profesor Alu.