"Las aplicaciones de la invisibilidad no se pueden prever"

El pasado otoño, un experimento publicado en la revista Science dio la vuelta al mundo: un equipo de la Universidad de Duke (EE UU) consiguió que un pequeño cilindro fuera invisible a las microondas. El físico británico sir John Pendry (1944, Inglaterra) es el autor de esta espectacular teoría y de otra que ha creado controversia en la comunidad científica: la lente perfecta. El experto en nanofotónica, miembro del Imperial College of Science and Technology de Londres, está en San Sebastián en el congreso Trends on Nanotecnology (TNT).

Pregunta. ¿Qué se ha mejorado desde el experimento publicado en Science?

Respuesta. Entonces se recubrió con metamateriales un cilindro de cobre de dos o tres centímetros de diámetro. Lo hicimos en dos dimensiones, colocando el manto de invisibilidad entre dos placas conductoras en las que se tiene un control muy preciso de la radiación, porque queríamos hacer algo rápido con lo que probar la validez del concepto. Ahora se está trabajando en tres dimensiones, algo mucho más complejo porque hay que hacerlo en espacio abierto y manejar muchos más parámetros. En un futuro cercano se utilizarán otro tipo de objetos, de diferentes tamaños, y a la larga se podría conseguir invisibilizar a personas.

"Cuando una tecnología es muy revolucionaria, las primeras aplicaciones suelen ser aburridas, y las más relevantes no se pueden prever"

"En la lente perfecta es como si el rayo de luz no hubiera recorrido ninguna distancia, y por eso se puede crear una imagen perfecta"

P. ¿Será posible lograr la invisibilidad a la luz visible?

R. Sí, será posible, aunque por ahora nos estamos centrando en la invisibilidad en otras zonas del espectro electromagnético. La luz visible requiere rodear al objeto de un manto nanoestructurado muy complejo, y la nanotecnología no está todavía suficientemente desarrollada.

P. ¿Qué son los metamateriales, de los que parte el hallazgo?

R. Para lograr la invisibilidad, el escudo curva el rayo de luz y evita que se refleje en el objeto. Es un fenómeno similar a cuando vas conduciendo por la carretera y el asfalto parece que ondea como el agua. Eso ocurre porque el rayo de luz se va curvando a medida que atraviesa la capa de aire por encima de la carretera. Justo encima del asfalto la densidad del aire es menor por el calor, lo que provoca un cambio en el índice de refracción y así sucesivamente hacia arriba. Una estructura, así, con un índice de refracción que varía por capas sucesivas es, en definitiva, un metamaterial natural. De manera similar, nosotros creamos metamateriales artificiales controlando la variación del índice de refracción a lo largo de la estructura.

P. Hay científicos que cuestionan la utilidad del descubrimiento. ¿Qué aplicaciones prevé?

R. Yo me dedico a esta línea de investigación porque me apasiona, no para ganar dinero con la venta de patentes. Cuando tienes una tecnología muy revolucionaria, las primeras aplicaciones suelen ser ordinarias y aburridas y las más relevantes no se pueden prever. Es lo que pasó con el láser, cuya primera aplicación fue en los cajeros de los supermercados. Por ahora, estamos aprendiendo a hacer metamateriales y lo que obtenemos son pequeños prototipos a escala de laboratorio.

P. Pero se ha hablado de su uso en telefonía móvil y nuevas lentes, entre otros.

R. En los vehículos espaciales, los metamateriales podrían reducir el espesor de sus lentes, lo que reduciría su precio. También se podría pensar en mantos de invisibilidad para teléfono móvil, pero el problema es cómo hacer para que cueste un dólar por móvil. Ese tipo de aplicaciones se estudiarán cuando la tecnología esté más desarrollada. La invisibilidad a un campo magnético se podría aplicar también en la toma de imagen por resonancia magnética nuclear. En ese caso, el manto no haría invisible al paciente sino a los operarios.

P. El Ministerio de Defensa inglés financió el proyecto, por lo que confiará en sus aplicaciones militares a corto plazo.

R. Por supuesto, los militares tienen dinero y financian investigaciones que puedan tener aplicaciones militares. En un radar tradicional, un emisor emite radiación que es reflejada por los objetos que se quieren identificar como, por ejemplo, un avión. La reflexión se puede evitar oscureciendo el avión a la radiación. Sin embargo, debido al fondo de radiación artificial que existe por la multitud de aparatos que utilizamos, como por ejemplo los teléfonos móviles, el avión deja una sombra que se puede detectar. Con un manto de invisibilidad se sortearía este problema.

P. ¿En qué consiste la lente perfecta?

R. Esto también se puede relacionar con la capa de invisibilidad y la idea de curvar los rayos de luz. Es como si dobláramos un rayo de luz hasta el límite, y luego lo dobláramos en el sentido contrario, delineando una especie de S invertida. De esa manera, se crea un espacio negativo y uno positivo que se cancelan el uno al otro. Es como si el rayo de luz no hubiera recorrido distancia alguna y por eso se puede crear una imagen perfecta, porque no ha habido espacio para que pueda llegar a distorsionarse. El profesor Xiang Zhan de la Universidad de Berkeley ha probado experimentalmente esta teoría con una lente de plata. Ahora el reto es mejorar este tipo de lentes y hallar materiales más eficientes que la plata. La lente perfecta se podría utilizar, por ejemplo, en optoelectrónica y para aumentar la capacidad de almacenamiento de los sistemas ópticos.