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Científicos vuelven completamente invisible un objeto

Un grupo de investigadores liderado por el español José Azaña publica resultados sobre invisibilidad con aplicaciones inmediatas en telecomunicaciones

En vídeo, explicación del proceso de invisibilidad de campo completo mediante control reversible del espectro de frecuencia de las ondas. INRS

Ya sea por la tranquilidad de desaparecer momentáneamente del mundo o por la seguridad de esconder algo a la vista de los demás, ¿quién no ha soñado con la idea de la invisibilidad? Los pioneros en la exploración de este concepto tan simple fueron los magos e ilusionistas quienes, basándose en la reflexión de la luz, utilizaban espejos para crear la ilusión de desaparecer objetos y personas ante el asombro del público.

Sin embargo, llevar la magia al mundo real requiere ciencia y tecnología. Un grupo del Instituto Nacional de la Investigación Científica (INRS) de Montreal, Canadá, que estudia los campos de fotónica, óptica e ingeniería de microondas, ha publicado en la revista Optica de la Sociedad Americana de Óptica (OAS) sus últimos resultados sobre la capa de invisibilidad. El equipo canadiense, liderado por el profesor toledano José Azaña, ha conseguido, por primera vez, volver completamente invisible un objeto al ser iluminado con luz de espectro completo. Esta técnica tendrá aplicaciones inmediatas en la transmisión de señales en las telecomunicaciones.

Una técnica innovadora

La búsqueda de la capa de invisibilidad lleva muchos años de estudio. En el pasado se han conseguido importantes avances como volver invisible un objeto a un rango pequeño de frecuencias (colores) del espectro de luz visible, como por ejemplo, a la luz roja. Sin embargo, estos dispositivos de invisibilidad fallaban al iluminar el objeto con luz de frecuencia distinta para los que estaban diseñados. Las limitaciones de esta técnica se hacen patentes cuando uno intenta repetir el experimento utilizando luz natural, la cual contiene en su rango de frecuencias visible todos los colores posibles.

Dispositivo experimental. ampliar foto
Dispositivo experimental. INRS

Las soluciones convencionales de invisibilidad se basan en alterar la propagación de la luz alrededor del objeto a ocultar. “El problema es que los diferentes colores o frecuencias del espectro de la luz requieren diferentes intervalos de tiempo para atravesar el dispositivo de invisibilidad; y como resultado, la distorsión temporal creada en torno al dispositivo revela su presencia arruinando el efecto de invisibilidad”, explica el profesor Azaña.

La solución innovadora propuesta por el equipo de investigadores evita este problema permitiendo que las ondas se propaguen a través del objeto, en lugar de rodearlo, eludiendo así cualquier distorsión detectable en las ondas alrededor del objeto. La clave de esta técnica reside en desplazar primero las frecuencias de luz a regiones del espectro que no van a verse afectadas por la reflexión o propagación de la luz a través del objeto a ocultar. Por ejemplo, si el objeto es verde, es porque refleja la luz de esta frecuencia, entonces la luz en la región verde del espectro podría desplazarse a la región azul de forma que, al llegar al objeto, no habría luz verde para ser reflejada. Así, una vez esquivado el objeto, el dispositivo de invisibilidad invierte este desplazamiento de la frecuencia reconstruyendo el estado inicial de la onda. “De esta forma, ni el objeto a ocultar ni el propio dispositivo de invisibilidad son detectados”, cuenta el investigador.

Los límites del futuro están en la investigación del presente

El experto en comunicaciones Carlos Rodríguez Fernández-Pousa, profesor de la Universidad Miguel Hernández de Elche, cuenta que este avance científico tiene aplicaciones inmediatas muy interesantes. “No pienso en la capa de invisibilidad de Harry Potter”, dice, sino en una nueva técnica de propagación de señales. Y es que el Efecto Talbot, en el que se basa este experimento, podría utilizarse para resolver ciertos problemas actuales en las conexiones de telecomunicaciones. “Por ejemplo, reorganizando el espectro de energía de la señal, se disminuirían interferencias, ruido y dispersión de la señal, y otros efectos indeseados que afectan a la transmisión de datos hoy en día”, explica.

Actualmente, el equipo de Montreal se encuentra desarrollando la siguiente fase de su investigación. “Estamos trabajando en generalizar las ecuaciones para hacer invisible un objeto en dos dimensiones. Y si es posible, queremos llegar a implementarlo algún día a objetos tridimensionales macroscópicos”, dice Azaña.

José Azaña (izquierda) y Luis Romero Cortés (derecha) junto al experimento.
José Azaña (izquierda) y Luis Romero Cortés (derecha) junto al experimento. INRS

El investigador del centro canadiense explica el impacto de la investigación en la sociedad. “Nuestros resultados son posibles gracias a los fondos públicos que se destinan a la Investigación, y por lo tanto son de dominio público. El continuo desarrollo científico conseguido gracias a la investigación modela las posibilidades del futuro”.

Un aspecto muy interesante es generalizar estos resultados a ondas de naturaleza distinta. “Los procesos utilizados en nuestro estudio son de carácter universal, y por lo tanto podrían aplicarse a ondas de naturaleza distinta de la electromagnética”, comenta el investigador. Esto abriría la puerta a futuras aplicaciones como, por ejemplo, aislantes térmicos, aislantes acústicos, o incluso para hacer edificios invisibles a terremotos, generalizando estos resultados a ondas térmicas u ondas mecánicas, respectivamente.

Josu Hernández-García es investigador en el proyecto europeo Elusives, que aborda el estudio de neutrinos, materia oscura y física más allá del modelo estándar (H2020-MSCA-ITN-2015//674896-Elusives).

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