Due gruppi di ricerca hanno realizzato strutture che potrebbero aiutare a nascondere gli oggetti dalla luce del giorno, facendo il passo successivo verso la visibilità, invisibile. I recenti progressi si basano sui progressi nei cosiddetti metamateriali, che sono strutture microscopiche che piegano la luce in direzioni innaturali.

I metamateriali sono già riusciti a reindirizzare le microonde, radiazione infrarossa e, date le giuste circostanze, colori visibili, in modo che aggirino ostacoli metallici e creature viventi.

"Questi esperimenti hanno dimostrato la fisica alla base di un dispositivo di occultamento, ' ha affermato il professor Costas Soukoulis della Fondazione per la ricerca e la tecnologia di Heraklion, Grecia, che sta anche lavorando allo sviluppo di questa tecnologia attraverso un progetto di ricerca chiamato PHOTOMETA, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (CER) dell'UE.

Ma il prof. Soukoulis ha riconosciuto che i mantelli dell'invisibilità esistenti sono ancora inferiori agli standard stabiliti da Perseo o Harry Potter e ha affermato che "la maggior parte dei metamateriali fa ancora fatica a piegare la luce visibile a occhio nudo".

Un ulteriore difetto è la tendenza dei metamateriali ad assorbire parte della luce che li attraversa, che getta un'ombra riconoscibile. La maggior parte è anche ingombrante da trasportare e poco pratica da produrre.

Però, Il dottor Patrice Genevet del centro di ricerca CRHEA di Valbonne, Francia, spera di affrontare queste sfide utilizzando materiali leggeri e tecniche visive del settore dei display elettronici.

Come parte della sua ricerca finanziata dal CER, FLATLIGHT, Il dottor Genevet sta rivestendo le lenti piatte con strati sottilissimi di nitruro di gallio, il materiale che emette luce blu nei display a LED.

Il nitruro di gallio viene quindi scolpito in pilastri abbastanza piccoli da creare ritardi nel modo in cui le onde luminose li attraversano. Avendo studiato come i pilastri di forma diversa distorcono la luce, Il dottor Genevet ora può progettare lenti che spingono la luce in qualsiasi direzione, avvolgendolo lateralmente o all'indietro su richiesta.

Tutti i metamateriali possono realizzare imprese simili, ma i materiali elettronici come il nitruro di gallio sono insoliti in quanto lo fanno con la luce visibile. Le proprietà del materiale forniscono il potenziale per sviluppare un giorno un dispositivo di occultamento della vita reale.

'Se vuoi piegare la luce intorno ad angoli acuti, devi usare materiali che non si trovano in natura, ' ha detto il dottor Genevet.

Mentre i metamateriali convenzionali tendono a non essere adatti per spostarsi inosservati, Il dottor Genevet modella i suoi pilastri in strati sottili che potrebbero, in linea di principio, essere depositato su superfici flessibili e incorporato in tute invisibili.

Ha anche ridotto l'assorbimento della luce ottimizzando il design dei suoi pilastri, aumentando la trasmissione ottica delle sue lenti piatte dal 60% a quasi il 90%, e sta ora studiando se il nitruro di gallio può sostituire le perdite rimanenti emettendo luce propria.

Questi perfezionamenti sono in una fase iniziale di sviluppo, ma la tecnologia sta già trovando applicazioni in altri mercati in cui il peso è una spesa.

Per esempio, a bordo dell'osservatorio spaziale dell'Agenzia spaziale europea, la navicella spaziale Gaia utilizza materiali simili nei suoi sforzi per dividere la luce e aiutare a misurare la composizione delle stelle in modo più preciso.

Il dott. Genevet prevede che lavorare con tecniche consolidate consentirà alla fine di produrre in serie lenti piatte in modo più economico rispetto ai metamateriali tridimensionali disponibili oggi.

Camuffare

Per tutti i loro meriti, i pilastri in nitruro di gallio condividono un difetto di progettazione con la maggior parte degli altri metamateriali. Ogni serie di pilastri funziona solo all'interno di una ristretta gamma di colori, il che significa che l'oggetto che ricopre rimane visibile in tutti gli altri.

Nel frattempo, Il prof. Soukoulis sta lavorando a soluzioni strategiche a questioni fondamentali di questa natura. All'inizio di quest'anno, ha rivelato una lega stronzio-titanio che cambia la frequenza della luce e può guidarla a seconda della temperatura ambiente.

"Questo approccio camaleontico occuperebbe ancora solo un oggetto di un colore alla volta, ma potremmo scegliere quel colore su richiesta, ' Egli ha detto.

Dato il ritmo attuale dei progressi, Il prof. Soukoulis è convinto che la ricerca in corso sui dispositivi di occultamento continuerà a superare gli ostacoli tecnici, ma è eccitato dalle scoperte che possono sorgere lungo la strada.

'Utilizzando le stesse tecniche, i metamateriali potrebbero guidare la luce intorno agli organi sensibili durante la chirurgia laser, e raccogliere segnali da fonti deboli come virus vivi, ' ha detto il prof. Soukoulis.