Quizá inspirados por la capa de invisibilidad de Harry Potter, los científicos han desarrollado varias maneras de ocultar los objetos de la vista, algunas simples y otras que involucran nuevas tecnologías. El esfuerzo más reciente, desarrollado en la Universidad de Rochester, no sólo supera algunas de las limitaciones de los dispositivos anteriores, sino que utiliza materiales de bajo costo y fácilmente obtenibles, en una configuración novedosa.
El estudiante de doctorado Joseph Choi con su manto de invisibilidad. Crédito: Universidad de Rochester
“Ha habido muchos enfoques de alta tecnología para la invisibilidad y la idea básica detrás de todos es tomar la luz y hacerla pasar alrededor de un objeto como que si no estuviera ahí, a menudo utilizando alta tecnología o materiales exóticos”, dijo John Howell, profesor de física en la Universidad de Rochester. Sin usar componentes especializados, Howell y el estudiante graduado estudiante Joseph Choi han desarrollado una combinación de cuatro lentes comunes que mantiene el objeto oculto a media que un espectador se mueve hasta varios grados de distancia de la posición de visualización óptima.
Muchos diseños de invisibilidad funcionan bien cuando se mira un objeto en línea recta, pero si se mueve el punto de vista aunque sea un poco, el objeto se hace visible, explicó Howell. Choi agregó que los dispositivos de invisibilidad anteriores también pueden causar que el fondo cambie drásticamente, por lo que es obvia la presencia del dispositivo de invisibilidad.
Para capturar un objeto sin perturbar el fondo, los investigadores determinaron el tipo de lente y la potencia necesaria, así como la distancia precisa de separación entre los cuatro lentes. Para probar su dispositivo, colocaron el objeto oculto frente de un fondo cuadriculado. Al mirar a través de las lentes y cambiar su ángulo de visión, moviéndose de lado a lado, el fondo cambió apropiadamente como si el dispositivo de invisibilidad no estuviera ahí. No había ninguna discontinuidad en las líneas de la cuadrícula detrás del objeto oculto, en comparación con el fondo, y el tamaño de los cuadros era el mismo que el del fondo.
Demostración de manto de invisibilidad. Crédito: Universidad de Rochester
En un nuevo artículo enviado para su publicación en la revista Optics Express y disponible en arXiv.org, Howell y Choi dan a conocer el formalismo matemático para este tipo de invisibilidad, que puede funcionar hasta en ángulos de 15 grados o más. Utilizan una técnica llamada matrices ABCD que describe la forma en que la luz se curva al pasar a través de lentes, espejos u otros elementos ópticos.
Aunque el dispositivo no es como la capa de invisibilidad de Harry Potter, Howell tiene algunas ideas acerca de sus posibles aplicaciones, incluyendo el uso de invisibilidad para permitir que un cirujano “vea a través de sus manos a lo que está operando”. Los mismos principios se podrían aplicar en los vehículos para que los conductores puedan ver a través de los puntos ciegos.
Para su manto de demostración, los investigadores utilizaron lentes acromáticas dobletes de 50mm con distancias focales f1 = 200 mm y f2 = 75mm. Crédito: Universidad de Rochester
Para construir su propio manto Rochester, siga estos sencillos pasos:
1. Adquiera 2 juegos de 2 lentes con diferentes longitudes focales f1 y f2 (4 lentes en total, 2 con distancia focal f1, y 2 con distancia focal f2)
2. Separe las primera 2 lentes por la suma de sus distancias focales (Así la lente f1 es la primera, f2 es la segunda, y se separan por una distancia t1 = f1 + f2).
3. Haga lo mismo que en el paso 2 para las otras dos lentes.
4. Separe los dos conjuntos por por una distancia t2 = 2 f2 (f1 + f2) / (f1 – f2), de modo que las dos lentes f2 estén a una distancia t2.
NOTAS:
Las lentes acromáticas proporcionan una mejor calidad de imagen.
Las lentes de Fresnel se pueden utilizar para reducir la longitud total (2t1 + t2)
Las menores longitudes totales reducen los efectos de borde y aumentan la gama de ángulos.
Para hacer un manto más fácilmente, aunque menos ideal, puede intentar hacer un manto de 3 lentes como se describe en el estudio.
Estudio: Joseph S. Choi, John C. Howell. Paraxial Ray Optics Cloaking. arXiv:1409.4705 [physics.optics]
Fuente: University of Rochester
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