Il mantello dell’invisibilità esiste davvero: l’ha costruito l’università di Berkeley

Nel film “Predator”, un alieno utilizza un dispositivo di occultamento per nascondersi dalla piena vista, ma l’effetto è tutt’altro che perfetto: il tentativo del’estraneo di nascondersi è ostacolato dalle distorsioni di luce e dalla distorsioni su di esso. Ora, alcuni ricercatori hanno costruito un “mantello dell’invisibilità” ultrasottile che aggira questo problema, trasformando gli oggetti in specchi piani perfetti.

I mantelli dell’invisibilità sono progettati per piegare la luce intorno ad un oggetto, ma i materiali che fanno questo sono tipicamente difficili da modellare e funzionano solo da angoli stretti – se si cammina intorno all’oggetto, per esempio, si diventa visibili. Ma un nuovo mantello evita questo problema, ed è sottile e sufficientemente flessibile per essere avvolto attorno ad un oggetto di qualsiasi forma, hanno detto i ricercatori. Può anche essere “sintonizzato” per abbinare qualunque sfondo si trovi dietro di esso – o può anche creare illusioni di ciò che è lì, hanno aggiunto.

invisibility-cloak

Guidati da Xiang Zhang, direttore del Dipartimento di Scienza dei materiali presso il Lawrence Berkeley National Laboratory, il gruppo di lavoro ha costruito una sottile pellicola costituita da uno strato di fluoruro di magnesio dello spessore di un 50-nanometri  sormontato da un modello variabile di minuscole antenne d’oro a forma di mattone, ogni 30 nanometri di spessore. (Per confronto, una ciocca di capelli umani è largo circa 100.000 nanometri.) I “mattoncini” sono stati costruiti in sei diverse dimensioni, che vanno da circa 30 a 220 nanometri e fuori da 90 a 175 nanometri.

Come funziona il mantello dell’invisibilità

Gli scienziati hanno poi avvolto un piccolo oggetto di forma irregolare che misura circa 36 micron di diametro, o un po’ più di un millesimo di pollice. Utilizzando una luce splendente, con una lunghezza d’onda di 730 nanometri, o vicino all’infrarosso, hanno scoperto che essa veniva riflessa quasi perfettamente. La dispersione della luce dal mantello ancora rimbalza sull’oggetto, ma senza rivelare dove l’oggetto è stato – come se ci fosse solo uno specchio piano al suo posto, hanno detto i ricercatori a Science.

L’oggetto piccolo sembrava essere invisibile perché le antenne d’oro hanno controllato la dispersione della luce che riflette fuori di esso, gli scienziati hanno spiegato. Ordinariamente, la luce riflessa da un oggetto (anche uno specchio di vetro) si sparge almeno un poco, soprattutto se la forma è irregolare. Le onde di luce a volte possono creare schemi di interferenza. Come risultato, la luce che si riflette appare come colori (quando una parte viene assorbita), o riflessione, a seconda dell’oggetto.

Il nuovo mantello dell’invisibilità cambia anche: i mattoni oro riflettono la luce in modo tale che la fase e la frequenza della luce sono entrambe conservate. (La fase è una misura angolare che ti dice a che punto un’onda è luminosa;. due onde di 180 gradi fuori fase si annullano.) Il mantello ultrasottile crea un effetto che fa sembrare come se la luce colpisca uno specchio perfetto e che il mantello e l’oggetto non fossero nemmeno lì. Anche i bordi sono invisibili con il nuovo dispositivo, hanno detto i ricercatori.

Con la corretta messa a punto dei mattoni d’oro, non è difficile rendere il look della luce riflessa su tutto quello che vuoi – il fondo dell’oggetto (un piano, per esempio) o qualcosa di completamente diverso, ha detto in diretta a Science il professor Zhang. Se il mantello fosse abbastanza grande, in teoria, si potrebbe sospendere il drappo sopra tutto. “Potresti coprire un carro armato con esso e farlo sembrare una bicicletta”, ha aggiunto.

Anche se il mantello che Zhang e i suoi colleghi hanno fatto è pensato per nascondere gli oggetti dalla luce riflessa ad una lunghezza d’onda di 730 nanometri, non c’è ragione per cui non si può lavorare con più lunghezze d’onda, ha detto Zhang. Il trucco della riflessione funziona anche da qualsiasi angolazione, e il mantello non deve essere una certa forma – può essere avvolto intorno al nulla, e l’effetto funziona ancora. È anche sottile e leggero, secondo i ricercatori.

Ma c’è uno svantaggio: se Harry Potter avesse indossato questo mantello, avrebbe dovuto rimanere fermo per farlo funzionare, dal momento che la messa a punto deve essere abbinata allo sfondo.

Andrea Alù, professore associato di ingegneria elettrica presso l’Università del Texas a Austin, ha fatto ricerche approfondite sui sistemi di occultamento. Egli è scettico sul fatto che gli scienziati possano creare il tipo di illusione che Zhang descrive. “Hanno avuto un piccolo oggetto, un piccolo bernoccolo”, ha detto Alù in diretta a Science. “Con un oggetto più grande, non possono approfittare di questo fenomenohttp://www.theblog.it. quando l’ho illuminarlo, una parte non è illuminato: è in ombra.” Così, l’illusione del riflettore ideale verrebbe ad essere rotta, ha detto.

Anche così, i nuovi risultati mostrano che si può manipolare il modo in cui la luce riflette utilizzando strutture su scala nanometrica su una superficie sottile. “La bellezza della carta è che si può controllare la superficie di riflessione nella scala della  sub-lunghezza d’onda”, ha detto Alù.

Zhang ha detto che la riflettività di questa tecnologia di occultamento offre un’altra applicazione: quella dei display. In questo momento, ogni grande proiezione (ad esempio, un film in un teatro) deve utilizzare una superficie relativamente piatta. Ma se la fase e la frequenza della luce riflessa da esso possono essere finemente controllate, questo problema potrebbe scomparire. Una superficie di proiezione potrebbe essere di qualsiasi forma, e l’immagine risultante non sarebbe distorta.

Zhang ha aggiunto che questo tipo di materiale è stato fabbricato in precedenza, e che un passo successivo sarebbe quello di produrre una maggiore quantità di essi secondo regole industriali, mettendo a punto le antenne secondo le diverse lunghezze d’onda della luce.

Commenti

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.