Podríamos algún día construir un traje de invisibilidad real? La Física tiene la respuesta

La Óptica y la Termodinámica han dado la clave para que la invisibilidad pase de ser un sueño ficticio a una realidad.

Muy probablemente la invisibilidad sea uno de los poderes que una gran parte de los humanos desearíamos tener, sobre todo después de haber pasado una situación vergonzosa. Sin embargo, esto no lo vemos más allá de en un cómic de Marvel, en Violeta de Los Increíbles o en nuestra propia imaginación. Pero ¿y si la invisibilidad fuera una realidad?

John Pendry, un profesor inglés del Imperial College de Londres, tiene la respuesta a esta interrogante desde la Óptica. Él explica que el primer paso para alcanzar la invisibilidad es lograr eliminar las sombras que los objetos generan. Para esto, se le ocurrió la idea de que la luz se curve alrededor del objeto que queremos dejar de ver, así como una corriente de agua rodeando una piedra, impide que la podamos observar.

Para lograr doblar la luz necesitamos lo siguiente: los metamateriales. Estos tienen una propiedad diferente en su índice de refracción, que es lo que ralentiza y cambia la trayectoria de la luz. Este índice es negativo, lo cual logra que la luz sea rodeada por los metamateriales en lugar de que esta se disperse. De hecho, David Smith en 2006 logró crear una “capa de invisibilidad” para radares, más no para luz visible.

Por otro lado, existe, también, la posibilidad de la invisibilidad a partir del control del calor. Lo que buscamos son dispositivos que, en lugar de absorber calor, lo desvíen. Es decir, no solo con luz se podría lograr el cometido esperado. Un grupo de físicos publicaron en 2012, en la Optical Society of America, su propuesta analítica y numérica para lograr esto. Propusieron un diseño de una “capa de invisibilidad” de múltiples capas homogéneas e isotrópicas con difusividades. Esta reduce la temperatura dentro de una región específica y tiene un controlador que focaliza el flujo de calor. A pesar de que no lograron ver aplicaciones en la luz visible, establecieron que en la microelectrónica sería posible.

Los desafíos que continúan presentes hoy en día implican que los metamateriales, además de ser altamente costosos, funcionan solo para esconder objetos muy pequeños. La buena noticia es que las tecnologías de hoy en día se usan para mejorar señales para las telecomunicaciones, en la Óptica Médica con la creación de endoscopios para esquivar tejidos sensibles e incluso para invisibilidad en cámaras militares.

Con todo esto, es posible tener esperanza y darnos cuenta de que cada vez estamos más cerca de lograr la invisibilidad dentro del rango de la luz visible que vemos en las películas de ciencia ficción. No es necesario romper las leyes de la Física, sino usar la Óptica y la Termodinámica a nuestro favor. Tanto teórica como prácticamente se han dado los pasos iniciales que han tenido resultados favorables con respecto a la posibilidad de esconder objetos ante el ojo humano.

Referencias

Duke University. (n.d.). David Smith discusses the science of invisibility.  https://today.duke.edu/[field_published_date-yyyy]/[field_published_date-mm]/david-smith-discusses-science-invisibility

Guenneau, S., Amra, C., & Veynante, D. (2012).

"Transformation thermodynamics: cloaking and concentrating heat flux."

Optics Express, 20(7), 8207-8218.

DOI: 10.1364/OE.20.008207

Pendry, J. B., Schurig, D., & Smith, D. R. (2006). Controlling electromagnetic fields. Science, 312(5781), 1780–1782. https://doi.org/10.1126/science.1125907

TEDx Talks. (2014). The science of invisibility | John Pendry | TEDxWarwick [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=gjfYohXoiz0&ab_channel=TEDxTalks