La nueva "capa de esquina" dirige la luz en curvas cerradas

La nueva «capa de esquina» dirige la luz en curvas cerradas

Los metamateriales cuidadosamente estructurados, como este, pueden redirigir la luz.

Los metamateriales cuidadosamente estructurados, como este, pueden redirigir la luz.

Desde divertidos espejos hasta hologramas, todos hemos experimentado increíbles ilusiones ópticas. En este momento, los científicos están fascinados con la perspectiva de encontrar una manera de realizar un truco aún más difícil: ocultar cosas a simple vista.

Hemos creado metamateriales con índices de refracción capaces de redirigir determinadas longitudes de onda de la luz. Pero un problema que los científicos han encontrado particularmente difícil de resolver es cómo ocultar las esquinas. Las esquinas afiladas son bastante comunes, y es difícil encontrar formas de guiar las ondas de luz de la superficie alrededor de las esquinas, porque la luz sufre pérdidas por dispersión cuando se encuentra con esquinas afiladas. Esto se debe a que hay un gran retraso en el momento de las ondas de luz en la superficie de un objeto antes y después de atravesar la esquina de una forma extremadamente compacta.

Aunque los científicos han logrado desarrollar algunos materiales capaces de guiar las ondas superficiales alrededor de las esquinas sin dispersión, estos métodos son limitados. Se basan en cristales fotónicos con una gran respuesta magnética, lo que limita los tipos de ondas en las que pueden influir.

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Cuando las ondas encuentran un ángulo agudo, pasan a través de un espacio compacto, lo que hace que cambie el impulso (sí, los fotones tienen impulso). Los métodos de camuflaje más avanzados se han centrado en compensar este cambio en el impulso curvando el espacio electromagnético de tal manera que engaña a las ondas de luz para que se comporten como si viajaran en línea recta. A través de este método, la óptica transformadora avanzó hacia el desarrollo de una verdadera capa de invisibilidad.

En el nuevo trabajo, los científicos demostraron una forma de doblar las ondas de luz de la superficie alrededor de ángulos agudos, una forma que funciona en una amplia gama de longitudes de onda, exhibiendo una transmisión casi ideal. Este método puede doblar las ondas de una manera que no perturbe otras propiedades de las ondas, como la amplitud y la fase. Esto podría permitir el desarrollo de una capa de invisibilidad.

Los científicos crearon adaptadores flexibles que eran esencialmente «tapas de esquina», capaces de ocultar las esquinas cuando las ondas las redondeaban. Físicamente, las tapas de las esquinas son piezas triangulares que se pueden colocar en una esquina afilada. Las capas están hechas de estructuras en capas de espuma de longitud de onda inferior y materiales cerámicos que tenían un índice de refracción capaz de redirigir la luz. Los resultados experimentales muestran que las capas ocultan casi por completo su presencia a cualquiera que mire la luz que pasa a través de ellas.

Parece que la última fantasía de Harry Potter es inminente para algunos de nosotros.

PNAS2015. DOI: 10.1073/pnas.1508777112 (Acerca de los DOI).

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