miércoles, 9 de febrero de 2011

físicos desarrollan capa de invisibilidad usando cristal natural.


Físicos de la Universidad de Birmingham, con colegas del Imperial College de Londres y la Universidad Técnica de Dinamarca, han demostrado una "capa de invisibilidad" que puede ocultar un objeto de tres dimensiones, de centímetros de dimensión, lo suficientemente grande para que el área camuflajeada sea visible al ojo humano, según un estudio publicado en la revista Nature Communications .

Los científicos han demostrado que son capaces de ocultar un objeto que es mucho más grande que los camuflajeados por otros grupos de investigación.Estudios previos han demostrado camuflaje mediante el uso de un metamaterial - un material compuesto con propiedades ópticas que no se encuentran en la naturaleza - que limita el tamaño de la región de camuflaje, mientras que el equipo del Reino Unido y Dinamarca han utilizado un cristal natural llamado calcita, que les ha permitido ocultar un objeto más grande.
La calcita es un mineral transparente con propiedades de doble refracción o birrefringente, lo que significa que la luz entra en la calcita y se divide en dos rayos de diferentes polarizaciones que viajan a diferentes velocidades y en diferentes direcciones.

a)un rayo de luz incide sobre una superficie plana y se refleja con el mismo ángulo b)cuando un objeto es colocado sobre la superficie plana el rayo reflejado cambia su ángulo c) cuando otra superficie plana es colocada sobre el objeto el rayo reflejado restaura su ángulo pero sufre un desplazamiento lateral d) cuando una transformación basada en una capa anisotrópica está cubriendo el objeto el rayo reflejado restaura tanto el ángulo como la posición,el medio anisotrópico tiene 2 principales índices refractivos n1 y n2 a lo largo de 2 direcciones ortogonales.El observador en todos los casos asume tener una altura fija de h en b) y c) la posición original del observador es indicada con un ojo punteado.


la imágen muestra a una capa anisotrópica comparada con una cuña de acero ambas sobre un espejo, la capa está constituida de 2 piezas de cristal de calcita con específica orientación de los ejes ópticos indicados por la flecha punteada amarilla.



a)diagrama esquemático del montaje del experimento e imágenes capturadas por una cámara CCD b)con únicamente la cuña sin la capa c)con una superficie plana sobre la cuña d)con la capa sobre la cuña.



un pedazo de papel rosa se desvanese bajo la nueva capa de invisibilidad desarrollada por los investigadores del MIT.

El equipo ha sido capaz de encubrir grandes objetos porque han empleado un diseño de camuflaje que no requirió de propiedades materiales que fueran no homogéneas, como hicieron todas los trabajos anteriores . Esta demostración se llevó a cabo, tanto en el aire como en un recipiente con líquido, tras usar dos piezas triangulares de calcita unidas, colocadas en un espejo. El tamaño del área de encubrimiento no está limitada por la tecnología disponible, sólo por el tamaño del cristal de calcita.
El Dr. Zhang Shuang, principal investigador de la Universidad de Birmingham,de la Escuela de Física y Astronomía, dijo:''Este es un gran paso adelante ya que, por primera vez, el área de camuflaje se representa en un tamaño lo suficientemente grande como para permitir al observador "diferenciar" el objeto invisible a simple vista.
"Mediante el uso de cristales naturales por primera vez, en lugar de meta-materiales artificiales, hemos sido capaces de ampliar el tamaño de la capa y se pueden ocultar objetos más grandes, miles de veces mayores que la longitud de onda de la luz."
Y continúa: "capas anteriores han tenido éxito a nivel de micrones (mucho más pequeño que el grosor de un cabello humano) usando un nano-o micro-fabricado , material compuesto artificial. Es un proceso muy lento fabricar estas estructuras y además restringen el tamaño de la zona de camuflaje. Creemos que mediante el uso de calcita, podemos empezar a desarrollar una capa de gran tamaño, que abrirá vías para futuras aplicaciones de los dispositivos de encubrimiento ".