Una capa de invisibilidad consigue ocultar objetos a las microondas

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El cilindro, cubierto del nuevo metamaterial, sufre la incidencia de un emisor de microondas (derecha) que recoge inalteradas un receptor (izquierda). / Andrea Alù (IOP)

La invisibilidad es uno de los temas recurrentes de la ciencia ficción y la magia. Ahora me ves, ahora no me ves. Aunque una capa como la de Harry Potter no parece muy probable, la moderna física de los metamateriales ha conseguido hacer desaparecer a un objeto. Más exactamente, un grupo de científicos estadounidenses ha creado un material que impide que un tipo particular de ondas se reflejen al incidir sobre su superficie.

Detectamos los objetos cuando las ondas rebotan sobre su superficie, ya sean de sonido, rayos X, infrarrojos o luz visible, la única parte del espectro electromagnético que el ojo humano puede percibir. En esta ocasión investigadores de la Universidad de Texas en Austin (Estados Unidos) han conseguido que un cilindro dieléctrico (un mal conductor de electricidad) de 18 centímetros de largo pase desapercibido para las microondas. Para conseguirlo lo recubrieron con un material diseñado por ellos al que han llamado manto de invisibilidad.

"Hemos conseguido una metasuperficie muy fina, la décima parte de un milímetro, capaz de suprimir la difusión de las microondas desde un cilindro dieléctrico", dice Andrea Alù, coautor de la investigación que han publicado en New Journal of Physics. Para impedir el rebote de las ondas sobre su superficie, crearon su manto de invisibilidad con finísimas hebras de cobre de apenas 66 micras (la millonésima parte de un metro) sobre una película de un policarbonato de 100 micras de grosor. Sobre el film, dibujaron un patrón de cobre en forma de red.

Con el cilindro recubierto de esta metapantalla, como la han llamado, lo sometieron a la acción de varios emisores de microondas. "Cuando los campos de dispersión de la capa y el objeto interfieren, se anulan el uno al otro y el efecto resultante es la transparencia y la invisibilidad en todos los ángulos de observación", afirma Alù. Aunque su capa sólo funciona bien en un determinado rango de frecuencias en torno a los 3,6 gigahercios (GHz), si se colocara el cilindro cubierto con ella en un horno microondas que operara en esa frecuencia, saldría tan frío como entró.

El fundamento de esta cancelación de la dispersión o esparcimiento de las ondas hay que buscarlo en la estructura del material de la capa, que debe ser inferior a la longitud de la onda. Por eso, los trabajos se hacen a escala nanométrica y, por eso mismo, es tan difícil hacer una capa de invisibilidad para la luz visible. A diferencia de las microondas, los infrarrojos o las ondas de radio, el espectro de la luz que podemos ver tiene una longitud de onda muy pequeña.

Aún así, Alù afirma que se podría hacer una capa para ocultar cosas a nuestros ojos. "Pero sólo para objetos mucho más pequeños. El problema del ancho de banda está directamente relacionado con el tamaño del objeto y, para las frecuencias más altas, como la luz visible, los mismos principios tienen que ser reducidos para objetos mucho más pequeños", explica. Aunque la teoría está ahí, aún no hay tecnología que pueda hacer eso todavía.

El experimento de Alù y su equipo no es el primer paso hacia la invisibilidad. La investigación con los metamateriales y sus especiales propiedades ante las ondas viene de lejos, aunque su aplicación al sueño que  H.G. Wells plasmó en El hombre invisible apenas tiene una década. Pero su trabajo supone un triple avance frente a otras capas de invisibilidad que se han ideado en lo que va de siglo.

Por un lado, en anteriores investigaciones, lo que se había conseguido ocultar eran objetos 2D, es decir superficies. Hasta ahora, además, las capas creadas eran grandes y aparatosas, nada que ver con la delgadez microscópica de esta metapantalla. Por último, los otros artilugios conseguían desviar o curvar las ondas que incidían sobre el objeto, difuminando su apariencia. Lo que han conseguido ahora es que la combinación entre capa y objeto no disperse las microondas que llegan hasta ellos, como si no estuviera ahí.

Aunque su trabajo no sirva por ahora para esconder a Harry Potter, esta tecnología podría abrir el camino para una nueva generación de nanodispositivos ópticos para la informática o la medicina. "En el campo de los sensores, podríamos ser capaces de crearlos para que recibieran las señales sin perturbación alguna de sus mediciones, cancelando cualquier interferencia entre el sensor y lo que está midiendo", aventura el investigador.

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