Il mantello dell'invisibilità nasconde gli oggetti visibili a occhio nudo

Non sono mancati i pollici di colonna dedicati ai mantelli dell'invisibilità da quando gli ingegneri hanno costruito il primo nel 2006. Questo era un dispositivo impressionante ma aveva alcune limitazioni importanti, non ultima quella che funzionava solo per una singola frequenza di microonde.

Una delle domande più grandi su cui i fisici si sono perplessi da allora è se sia possibile costruire dispositivi simili che funzionino nella gamma di frequenze visibili all'occhio umano. L'anno scorso, un paio di gruppi hanno annunciato una soluzione a questo problema sotto forma di 'mantelli da moquette' che si trovano su un oggetto, nascondendo la sua presenza su una gamma di frequenze ottiche.

Ancora una volta, queste erano imprese impressionanti ma con alcune limitazioni. Questi mantelli sono fatti di microstrutture di silicio finemente intagliate e quindi erano costosi da costruire. E possono nascondere solo oggetti di dimensioni fino a pochi micrometri, non molto più grandi della lunghezza d'onda della luce stessa.

Oggi, Baile Zhang al Massachusetts Institute of Technology di Cambridge con un paio di amici ha fatto molto meglio. Hanno costruito un mantello di moquette in grado di nascondere oggetti nella gamma millimetrica su un'ampia gamma di frequenze visibili dal rosso al blu.

Più impressionante di così è che hanno costruito questo mantello in calcite, un materiale ottico ordinario e relativamente economico, utilizzando tecniche di fabbricazione di lenti ottiche convenzionali. Questo rende il mantello economico e facile da costruire.

I mantelli di moquette siedono su una superficie che copre l'oggetto da nascondere. Il loro trucco è far sembrare che la luce si rifletta su questa superficie, nascondendo così qualsiasi oggetto che ricoprono.

Fino ad ora, questo è stato fatto solo utilizzando strutture modificate artificialmente che guidano la luce in modi appositamente progettati. Questo cosiddetto metamateriale è una sorta di sostanza meravigliosa che è al centro di grande attenzione in questo momento.

Tuttavia, Zhang e colleghi si sono resi conto che esistono materiali naturali che possono fare la stessa cosa. La calcite è uno di questi. È insolito perché le sue proprietà ottiche dipendono dalla direzione in cui la luce lo attraversa.

Sfruttando attentamente questa proprietà, sono stati in grado di creare un blocco di calcite (in realtà due blocchi di calcite) che si comporta come un mantello da tappeto. Lo hanno persino dimostrato nascondendo un cuneo di acciaio lungo 38 mm e alto 2 mm. Zhang e colleghi affermano che questa è la prima volta che un oggetto visibile è mai stato occultato. È impressionante.

Il loro mantello ha i suoi limiti, ovviamente. Il principale è che funziona solo su un singolo piano 2D, quindi l'oggetto è nascosto solo a chi guarda da una certa direzione.

Un altro è che funziona solo con luce polarizzata. Ma non è così limitante come potrebbe sembrare a prima vista. L'acqua tende a polarizzare la luce quindi sembra ragionevole pensare che il mantello dovrebbe funzionare bene sott'acqua.

Non molto tempo fa alcuni fisici dicevano che i mantelli dell'invisibilità ottica sarebbero sempre stati impossibili (perché i metamateriali tendono ad assorbire la luce visibile più velocemente di quanto possano trasmetterla).

Questo si è rivelato poco preoccupante e i mantelli dell'invisibilità migliorano sempre di più. In effetti, è difficile pensare a una tecnologia che è progredita così tanto, così rapidamente.

Rif: arxiv.org/abs/10122.2238 : Mantello invisibile macroscopico per luce visibile

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