Científicos revelan técnica de algoritmo genético para hacer invisibles objetos y sus rellenos

• Nueva técnica usa algoritmos genéticos para minimizar la dispersión electromagnética del objeto infundiendo relleno dentro de él.
• Hace invisible tanto el objeto como el relleno.

Debido a los avances recientes en ingeniería de materiales, los científicos muestran más interés en el campo de la invisibilidad. Aunque hay varios campos donde aparece el término invisibilidad, como mecánica cuántica, termodinámica y acústica, este estudio se centra en la invisibilidad electromagnética en el rango óptico.

El estudio de la invisibilidad se convirtió en problema de la ciencia moderna en 1967, cuando un físico ruso, Victor Veselago, publicó un análisis teórico de material con permitividad y permeabilidad negativas. Desde entonces, la ciencia de materiales ha visto un avance rápido.

En este trabajo, los investigadores han usado un método basado en encubrimiento por relleno para demostrar la invisibilidad electromagnética de objetos. No han añadido ninguna capa externa; en su lugar, lograron la invisibilidad desde el interior del cuerpo del objeto. La técnica aporta varios beneficios y abre nuevas aplicaciones en bioingeniería y sistemas ópticos.

No es como la capa de invisibilidad de Harry Potter

La Sección Transversal de Dispersión (STD) es un concepto conocido para medir la visibilidad de un objeto. Es la relación entre la potencia incidente total y la potencia dispersada total. La mayoría de los métodos propuestos (para hacer un objeto invisible) se basan en disminuir la STD cerca de cero.

Significa que el objeto no podría reflejar luz de vuelta al observador ni dispersar luz en ninguna dirección. Y como no podría absorber potencia, tampoco formaría sombra.

Referencia: Nature | doi:10.1038/s41598-018-32070-5 | Universidad de Extremadura

La idea es alcanzar la invisibilidad a través de sustancia(s) de relleno en lugar de añadir una capa externa. Esto no se parece en nada a la capa de invisibilidad de Harry Potter. En cambio, la técnica se inspira en una novela de ciencia ficción de H.G. Wells, El Hombre Invisible, en la que un científico llamado Griffin se inyecta un químico inusual y se vuelve invisible.

Crédito de imagen: Ambiaso/Fotocommunity

Los investigadores adoptaron una técnica de encubrimiento plasmónico que hace invisible tanto el objeto como el relleno. Es muy diferente a otros métodos porque hace que los objetos interactúen con su entorno sin ser obstaculizados por capa(s) externa(s).

Más específicamente, el método propuesto se basa en usar algoritmos genéticos para disminuir la dispersión electromagnética del objeto infundiendo relleno dentro de él.

Limitaciones y aplicaciones

Usar una capa interna en lugar de una externa es lo que distingue este método de otros. Sin embargo, viene con un revés importante: no puede lograr el mismo nivel de invisibilidad que se obtiene con capas externas.

Es válido para estructuras tridimensionales, pero solo para objetos isotrópicos. Tampoco puede usarse en objetos grandes y los anchos de banda obtenidos siguen siendo muy pequeños. Sin embargo, los autores creen que hay mucho margen para futuras mejoras.

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La idea de usar rellenos para invisibilidad abre una variedad de aplicaciones, desde usos en bioingeniería y comunicaciones hasta el uso de materiales no sólidos. Uno de los ejemplos más comunes es usarlo en sondas microscópicas invisibles que no perturban el instrumento a medir: se pueden prevenir alteraciones en la lectura usando rellenos para lograr invisibilidad.