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Física para trucos de fantasmas

Científicos chinos aplican materiales ‘invisibles' al diseño de una puerta secreta

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Las fantasías sobre el poder de la invisibilidad aún corren por delante de la realidad. Elefantes que se desvanecen ante los ojos o personas que atraviesan muros todavía pertenecen al terreno del ilusionismo, no de la ciencia. Pero el creciente desarrollo de una clase especial de materiales podría unir ambos mundos. Especulando con las aplicaciones de los denominados metamateriales, la última propuesta llega desde China, donde un equipo de físicos ha puesto las ecuaciones a trabajar para diseñar, sobre el papel, una entrada oculta en un muro, a la vista de todos, pero invisible: la puerta del fantasma.

Los metamateriales poseen una estructura microscópica específicamente diseñada y construida para conferir determinadas propiedades, como la refracción negativa. Cuando la luz pasa del aire al agua, los rayos cambian de dirección, provocando el típico efecto de la pajita doblada. Los llamados materiales zurdos son metamateriales que doblan la luz en dirección opuesta a la habitual. Si el agua se comportase de esta manera, la pajita se doblaría en sentido contrario, como si saliese del vaso. Pero si la pajita aún puede verse, es porque refleja la luz que recibe a través del agua. Si se pudiese evitar que la pajita reflejase la luz y se pudiesen aplicar sucesivos y diminutos cambios de dirección a los rayos, para que esquivasen el agua y prosiguiesen su camino, la pajita sería invisible al ojo. El agua, en estas condiciones, sería la capa de invisibilidad que los científicos pretenden crear.

Las limitaciones aún son inmensas. Para doblar la luz, la estructura del material debe ser inferior a la longitud de la onda. Diseños preliminares han jugado con la invisibilidad de las microondas, de longitud relativamente larga, pero la luz visible requiere manipular la estructura a escala nanométrica. Por otra parte, pasar de las dos dimensiones a las tres y del escondite microscópico a ocultar una persona, o un elefante, son retos pendientes.

Atravesar la pared

El equipo que dirige el chino Hongru Ma en la Universidad Jiao Tong de Shanghai aplica una vuelta de tuerca a los usos de los metamateriales. Su diseño, descrito en dos artículos publicados en arXiv.org, consiste en un pilar recubierto con un metamaterial que amplifica su tamaño aparente, como haría una lente de aumento. Situado en mitad de una abertura en un muro, el pilar parecería extenderse a ambos lados, ocultando la entrada.

Así, para un observador, la puerta sería invisible. Si otra persona cruzara esta entrada secreta, al pasar interferiría con la respuesta del metamaterial a la luz. Durante el instante que tardase en cruzar, la puerta se haría visible para el observador, antes de esfumarse de nuevo, junto con todo rastro del fantasma.

Para el físico del Imperial College de Londres John Pendry, experto en teoría de metamateriales y su aplicación a la invisibilidad, la propuesta de Hongru Ma es 'tremendamente divertida'. Pendry lo compara en Nature al efecto de mirar una botella de leche, donde el líquido parece invadir las paredes del recipiente ocultando el cristal. Y llama al diseño chino la 'superbotella de leche', ya que ésta se extendería más allá del envase. ¿Problemas? Los clásicos: de momento, solo para microondas. Pero, como asegura JohnPendry, todo se andará.

2006. Prueba de principio

John Pendry y David Smith describen en ‘Science' un cilindro invisible a las microondas.

2007. Escondite en una columna

Científicos suecos y chinos teorizan en ‘Physical Review Letters' sobre una capa de invisibilidad en forma de columna.

2007. Con luz visible

Igor Smolyaninov, de la Universidad de Maryland (EEUU), crea la primera capa que funciona con la luz visible, pero solo en 2D y de tamaño microscópico.

Agosto de 2008. Nanomateriales pioneros

Xiang Zhang, de la Universidad de California, publica en Nature y Science dos nanometamateriales invisibles en un espectro cercano a la luz y en tres dimensiones.