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Con los materiales mega, el hombre invisible sale de la ficción para ser un espectro virtual

04/09/2014 12:30 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

El hombre va a parecerse más a Harry Potter, Kevin Bacon, James Bond o un psicópata asesino, pero las aplicaciones del invento japonés de los nuevos materiales funcionará como dispositivo de ocultaciómn

Hasta ahora, los metamateriales eran rígidos, o trabajaban en un espectro el cual no podíamos ver. Sin embargo, un reciente desarrollo le ha dado forma a un metamaterial que en el futuro podría operar en nuestro espectro visual, y que es lo suficientemente flexible para aplicarlo de diferentes formas.

Cuando la palabra invisibilidad flota en el aire, a nuestras mentes vienen cosas como el Predator, los Klingons, la famosa capa de Harry Potter, el coche de James Bond, y Kevin Bacon haciendo de psicópata asesino. Pero en estos últimos años, la ciencia ha tomado muy en serio el desarrollo de la invisibilidad.

Por supuesto, la aplicación que más se beneficiaría de esto es la militar, pero el punto es que muchas de las líneas de investigación dedicadas al deseado "dispositivo de ocultación" pueden traer grandes beneficios a campos como la óptica.

Al fin y al cabo, todo se reduce a luz: Cuando observas un objeto, en realidad estás viendo la luz reflejada sobre el mismo. Si la luz se dobla, se desvía o se interrumpe, el objeto desaparecerá ante nuestros ojos. Hasta ahora, ciencia ficción, pero estamos cada vez más cerca, de una aplicación real útil para el hombre.

Los metamateriales con su capacidad de doblar las ondas de luz han llegado en ayuda del sueño humano

Las imágenes pueden mostrar la flexibilidad del metamaterial, mientras que es posible observar su adaptación sobre una lente de contacto.

Un grupo de científicos en el Reino Unido, encabezados por el doctor Andrea Di Marco, han creado una delgada capa de metamaterial flexible que tiene el potencial para trabajar en nuestro espectro visual. El problema es que los metamateriales son demasiado rígidos para tener una aplicación práctica, o aquellos que cuentan con cierta flexibilidad trabajaban sobre una longitud de onda que no podemos ver.

El espectro visual se ubica entre los 390 y lo 750 nanómetros. ¿Cómo lograron la flexibilidad? En vez de recurrir al clásico proceso de silicio, utilizaron un polímero. La clave para lograr el esperado "manto invisible sería combinar la flexibilidad con un mejor proceso de fabricación manométrica’ .

Aún así, estamos obligados a esperar. Los científicos aún desconocen muchas cosas sobre los metamateriales, como por ejemplo la forma en la que se comportan cuando son doblados o plegados, y su sensibilidad al movimiento. Después hay que determinar cuál es el mejor método de fabricación para una operación en nuestro espectro visual, cuáles serán sus aplicaciones.

En fin, mucho trabajo por delante. Desaparecer delante de los ojos de nuestros enemigos, eso sólo en el cine de ficción. Es algo que sólo podemos desear por el momento. Pero hay científicos que están determinados a lograrlo.

Muchas publicaciones en Internet han escrito desde hace unos años que sería inminente la confección de meta-materiales para provocar la invisibilidad. Básicamente se habla de materiales que merced a una “compleja” trama molecular, “aceleraría” a la luz a mayor velocidad que esta en el vacío, rodeando al objeto cubierto y emergiendo del otro lado, como si ese preciso objeto no existiera.

Este desarrollo puede resultar práctico en ciertas condiciones para ocultar de la vista ciertos elementos, aviones, helicópteros, o secretos militares

Los meta-materiales y el sueño de la invisibilidad

Muchos catedráticos, en forma tangencial o directamente lo trataron en conferencias, lo escribieron o incluso lo anticiparon en programas documentales. Incluso se habla que estos “materiales” poseen índice de refracción “negativos”.

Si partimos de la definición del índice de refracción de una sustancia que dice que se obtiene de la relación entre la velocidad de la luz en el vacío, dividida por la velocidad de la luz al atravesar el elemento considerado, dando valores mayores a uno, (N = C / T), tal vez se quiso decir que “poseerían” valores menores a UNO.

Esto solo se podría realizar con grandes fuerzas gravitacionales, creando micro-agujeros negros que curvaran a la luz y que hoy se encuentran fuera de posibilidad – hasta tanto no lleguemos a conseguir un cambio de estado cercanísimo al Cero Absoluto (Pozo gravitacional).

La velocidad de la luz en nuestro mundo físico es nuestro límite. Por lo tanto la característica enunciada es inexistente (Como el meta-material.)

La confusión parte del descubrimiento de la “Capa de la Invisibilidad” de origen japonés, que consistía en una tela con profusión de micro cámaras de TV y “leds” interconectados de un lado a otro y viceversa, que permitían observar lo que acontecía detrás de la persona que se cubría con ella en ciertas condiciones de luz y movimiento.

Este desarrollo bien puede resultar práctico en ciertas condiciones para ocultar de la vista ciertos elementos, aviones, helicópteros, etc.

Hasta se ha dicho que estas “características de los meta-materiales podrían recrear la formación de nuevos universos en los laboratorios”, de constituirse en nuevas antenas en aparatos celulares, haciendo “extensivas” estas particularidades a toda la franja electromagnética….. En fin “chachara” pura, pero están aún lejos de los famosos logros declamados por la ciencia ficción

El poder de hacer desaparecer a alguien o a algún objeto hasta convertirlo en invisible siempre ha fascinado a la humanidad. En la Universidad Tecnológica de Michigan, Elena Semouchkina está trabajando para lograrlo.  Contamos algunos detalles de su trabajo.

Eso es exactamente lo que está haciendo Elena Semouchkina, profesora de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad Tecnológica de Michigan. Ella ha encontrado maneras de utilizar la resonancia magnética para captar los rayos de la luz visible y la ruta que ésta toma en torno a objetos hasta lograr hacerlos invisibles al ojo humano. Semouchkina y sus colegas de la Universidad Estatal de Pensilvania, donde también es profesora, recientemente informaron sobre su investigación en la revista Applied Physics Letters, publicada por el Instituto Americano de Física. Los co-autores son Douglas Werner, Carlo Pantano y Semouchkin George. En la publicación se describe el desarrollo de una capa no metálica que utiliza resonadores idénticos dentro de un cristal de vidrio de calcogenuro, un tipo de material dieléctrico que no es conductor de la electricidad. En simulaciones por ordenador, una capa específica de este tipo de cristal hecha sobre objetos afectados por ondas de infrarrojos (es decir, con longitudes de onda de cerca de un micrón o una millonésima de un metro de largo) sencillamente provoca que estos objetos desaparezcan de la vista, es decir, se tornen invisibles.

La invisibilidad, el vidrio y los metamateriales

La primera aplicación de los vidrios de calcogenuro tuvo lugar en el campo de la xerografía, pero en los años 60 encontraron utilidad en el área de las nanotecnologías aprovechando la diferencia de conductividad eléctrica entre las fases vítreas y cristalinas que este tipo de cristal posee. Este fenómeno dio lugar a su incorporación en circuitos opto-electrónicos. El proceso tiene lugar por la “amorfización” y “re-cristalización local” de una capa de vidrio de calcogenuro. Se calienta localmente la capa cristalizada hasta una temperatura superior a su punto de fusión por medio de un impulso láser. Luego de esto, la zona caliente se enfría a una gran velocidad, muy superior a la velocidad crítica de amorfización del calcogenuro, dando lugar a la formación en la matriz cristalizada de una marca amorfa con una conductividad eléctrica diferente. Mediante la medición de las propiedades reflectivas (óptica) resultantes es posible leer la información registrada en el material. Primero fue Matsushita la que comenzó con la fabricación de discos DVD y posteriormente Intel y Samsung introdujeron esta tecnología en memorias RAM capaces de alcanzar velocidades de conmutación muy grandes con consumos eléctricos muy bajos y densidades de información altísimas.

Los anteriores intentos por parte de otros investigadores utilizaban anillos de metal y alambres. "El nuestro es el primero en hacer “el encubrimiento” sobre objetos cilíndricos empleando vidrio", explicó Semouchkina. Su capa de invisibilidad utiliza metamateriales que en la práctica son materiales artificiales con propiedades que no existen en la naturaleza. Esta capa está hecha de resonadores de cristales minúsculos dispuestos en un patrón concéntrico dentro de la forma de un cilindro. Los "rayos" de la configuración concéntrica producen la resonancia magnética requerida para “doblar” las ondas de luz alrededor de un objeto, y este fenómeno transforma a dicho objeto en invisible. Los metamateriales empleados en el proceso se comportan como pequeños resonadores en lugar de átomos o moléculas de materiales naturales. Y gracias a esta propiedad se sitúan en un espacio intermedio entre los materiales convencionales utilizados por la ciencia y la ingeniería eléctrica. Según la Sociedad Americana de Física, los metamateriales son considerados uno de los tres descubrimientos más importantes de la década en el campo de la física

 

 


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