Metamateriales para la invisibilidad

ÃNDICE
INTRODUCCIÓN ► Página 3
¿QUÉ ES LA INVISIBILIDAD? â–º Páginas 3−4
METAMATERIALES â–º Páginas 4−6
INVESTIGACIONES ANTERIORES â–º Páginas 6−7
APLICACIONES ► Página 7
BIBLIOGRAFÃA â–º Página 8
INTRODUCCIÓN
La invisibilidad es un sueño que solo se cumple en las pelÃ-culas de ciencia ficción pero en el mundo real
también hay quien sueña con pasar inadvertido, solo hay que fijarse en el ejercito, aunque a veces las
técnicas que utilizan los soldados son más cómicas que eficientes. Ver sin ser visto es una de las
fantasÃ-as humanas más recurrentes.
¿A quién no le gustarÃ-a espiar a aquellas personas que le resulta un misterio, poder escuchar lo que se
dice de nosotros cuando no estamos delante o desaparecer sin dejar rastro?
Ahora, ha sido posible recrear este viejo sueño humano, tan destacado en el cine, en libros de ciencia
ficción, tebeos e incluso cuentos infantiles.
¿QUÉ ES LA INVISIBILIDAD?
La invisibilidad es la capacidad de un cuerpo fÃ-sico visible para pasar, en condiciones de luz normales, a no
ser visto por un supuesto observador.
Hasta principios del siglo XXI esta cualidad solo era posible en la naturaleza y se daba en gases y seres u
objetos que por su tamaño, el ojo humano no era capaz de captar sin ayuda de lentes u otra tecnologÃ-a
diseñada para tal menester.
El camuflaje
de los
camaleones
es un claro
ejemplo de
invisibilidad
en la
naturaleza
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Un objeto que podrÃ-a ser visible puede ser clasificado como invisibles si se encuentra en las condiciones de:
• Estar detrás de un objeto.
• Es del mismo color o apariencia que el fondo.
• Estar en un ambiente que es demasiado oscuro o demasiado luminoso.
• Estar en el punto ciego del observador.
• Estar alterando su propia apariencia, ya sea biológicamente o por tecnologÃ-a.
En los últimos años, la invisibilidad de los objetos ha dejado de ser algo más propio de la ciencia
ficción que de la vida real. Los cientÃ-ficos, creen haber descubierto materiales que cambian la forma en que
se comporta la luz sobre un cuerpo fÃ-sico para conseguir el efecto de invisibilidad. Son los llamados
metamateriales.
METAMATERIALES
Cuando la luz choca contra cualquier objeto su estructura subatómica hace que este se vea. Todo depende de
cómo interactúan la luz con los átomos por lo que si podemos controlar esos átomos podremos controlar
el aspecto de nuestro mundo. Y eso es lo que los metamateriales ya pueden hacer, consiguiendo que los
objetos sean invisibles.
Estos materiales, que aún no tienen una clara definición, se consideran compuestos artificiales con
propiedades electromagnéticas inusuales, por su estructura diseñada previamente y por ser un material no
natural
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Normalmente la luz choca contra un cuerpo que la hace rebotar o reflejar lo que hace que un supuesto
observador vea ese cuerpo.
Estos metamateriales se adapta a la curvatura de las ondas de luz por completo alrededor del objeto
haciéndola desviar las ondas electromagnéticas, de modo que el observador no ve el cuerpo que tiene
delante, además este invento es capaz de ocultar también las sombras de ese cuerpo.
Pero para conseguir que un objeto con un tamaño relativo, o una persona, sean invisibles, se necesitarÃ-a un
metamaterial que tuviera, lo que los cientÃ-ficos llaman, un Ã-ndice de refracción negativa, o sea, un
material capaz de curvar rayos de luz de forma que no generen ni sombras ni reflejos.
En contraste, todos los materiales encontrados en la naturaleza tienen un resultado positivo en el Ã-ndice de
refracción, una medida de cuánto las ondas electromagnéticas son dobladas al pasar de un medio a otro.
Refracción en un material normal y en un
metamaterial doble negativo o "zurdo".
Con el fin de que sus propiedades funcionen en frecuencias del orden de las ondas electromagnéticas, los
componentes estructurales de un metamaterial deberÃ-an ser, en principio, más pequeños que la longitud
de onda de la radiación electromagnética con la que interactúa.
AsÃ-, podrÃ-amos aproximar su comportamiento en esas frecuencias al de un material homogéneo,
descrito con precisión por un Ã-ndice de refracción eficaz. Para la luz visible, que tiene longitudes de onda
inferiores a un micrómetro (560 nanómetros para la luz solar), las estructuras deberÃ-an ser del orden de la
mitad o menos de la mitad de este tamaño, es decir, menos de 280 nanómetros. En frecuencias de
microondas, las estructuras sólo deben ser del orden de un decÃ-metro.
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En 2006 se habÃ-an creado metamateriales diminutos a nivel nanométrico, (1nm = 1x10−9 m la
millonésima parte de un metro) que lograron hacer invisible a un cilindro, en dos dimensiones, de unos diez
centÃ-metros «iluminándolo» con un rayo de microondas, frecuencia que el hombre no puede ver.
Los metamateriales por lo general consisten en estructuras periódicas, y, por tanto, tienen muchas
similitudes con los cristales fotónicos; de hecho, muchos autores incluyen estos últimos dentro de la
categorÃ-a de metamateriales. Sin embargo, los cristales fotónicos constan de estructuras de tamaño
superior a la longitud de onda en la que funcionan, y, por tanto, su comportamiento no puede aproximarse al
de un material homogéneo efectivo.
Estos materiales empezaron a ser una posibilidad teórica gracias a las investigaciones del fÃ-sico del
Imperial College de Londres John Pendry.
Sólo unos meses después el proyecto se convirtió en una realidad al conseguir, el propio Pendry, crear
una "manta de invisibilidad" capaz de desviar ondas electromagnéticas proyectadas sobre un pequeño
cilindro.
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INVESTIGACIONES ANTERIORES
1º → El traje mimético electro−óptico inspirado en la capacidad de algunos animales en asemejarse a su
entorno. Fue patentado en 1994 por Richard Schowegerdt, quién fundó en 1990 el Proyecto Camaleón
para buscar la llamada invisibilidad.
2º → A las transformaciones de una pantalla rÃ-gida en una red de micro pantallas con sensores que hacen
la función de una videocámara capaz de proyectar un ambiente suprimiendo un objeto o persona. Por Philip
Moynihan y Maurice Langevin.
3º → El universitario Susumi Tachi, de Tokio, efectuó la primera demostración mundial del mimetismo
óptico con un complicado sistema de videocámaras, visores y superficies retrorreflectores, que pueden
transformar un impermeable en una ventana por donde ver que hay detrás.
APLICACIONES METAMATERIALES
Equipos de fuerzas de seguridad, y que en un futuro podrÃ-a aplicarse en aviones de combate, misiles y
carros de combate a frecuencias de microondas.
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Creación de "superlentes" que mejorarÃ-an drásticamente la calidad de las imágenes para el diagnóstico
médico y otros usos.
En la investigación de animales en su habitad natural.
En la arquitectura (revolucionando el diseño de edificios).
En antenas, circuitos planos, miniaturización de guÃ-as de onda, superficies de alta impedancia (relación
entre la tensión y la intensidad de corriente), materiales sintonizables.
Protección contra las subidas del nivel del mar.
BIBLIOGRAFÃA
INTERNET.
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