Come si rende invisibile un oggetto? Ricercatori della TU Wien (Vienna), insieme ai colleghi della Grecia e degli Stati Uniti, ora hanno sviluppato una nuova idea per una tecnologia di occultamento. Un materiale completamente opaco viene irradiato dall'alto con uno schema d'onda specifico, con l'effetto che le onde luminose da sinistra possono ora passare attraverso il materiale senza alcuna ostruzione. Questo risultato sorprendente apre possibilità completamente nuove per il camuffamento attivo. L'idea può essere applicata a diversi tipi di onde, dovrebbe funzionare con le onde sonore così come con le onde luminose. Gli esperimenti sono già in fase di progettazione.

Superare in astuzia la dispersione della luce

"I materiali complessi come una zolletta di zucchero sono opachi, perché le onde luminose al loro interno sono disperse più volte, " dice il professor Stefan Rotter (TU Wien). "Un'onda luminosa può entrare ed uscire dall'oggetto, ma non passerà mai attraverso il mezzo in linea retta. Anziché, è disperso in tutte le direzioni possibili."

Per anni sono stati fatti molti tentativi diversi per superare in astuzia questo tipo di dispersione, creando un "mantello dell'invisibilità". Sono stati elaborati materiali speciali, Per esempio, che sono in grado di guidare le onde luminose intorno a un oggetto. In alternativa, sono stati effettuati anche esperimenti con oggetti che possono emettere luce da soli. Quando un display elettronico emette esattamente la stessa luce che assorbe nella parte posteriore, può sembrare invisibile, almeno se guardato con la giusta angolazione.

Alla TU Wien è stato ora scelto un approccio più fondamentale. "Non volevamo deviare le onde luminose, né volevamo ripristinarli con display aggiuntivi. Il nostro obiettivo era guidare l'onda luminosa originale attraverso l'oggetto, come se l'oggetto non fosse affatto lì, " dice Andre Brandstötter, uno degli autori dello studio. "Sembra strano, ma con determinati materiali e utilizzando la nostra speciale tecnologia a onde, è davvero possibile."

Il materiale laser

Il team di TU Wien ha trascorso anni a lavorare su materiali otticamente attivi, che vengono utilizzati per la costruzione di laser. Per far brillare il laser, l'energia deve essere fornita per mezzo di un fascio di pompa. Altrimenti, il materiale laser si comporta come qualsiasi altro materiale:assorbe parte della luce incidente.

"Il punto cruciale è pompare energia nel materiale in modo spazialmente adattato in modo tale che la luce venga amplificata esattamente nei punti giusti, pur consentendo l'assorbimento in altre parti del materiale, " afferma il professor Konstantinos Makris dell'Università di Creta (precedentemente TU Wien). "Per raggiungere questo obiettivo, deve essere proiettato dall'alto sul materiale un raggio con il motivo giusto, come da un normale videoproiettore, tranne che con una risoluzione molto più alta."

Se questo schema corrisponde perfettamente alle irregolarità interne del materiale che solitamente disperdono la luce, quindi la proiezione dall'alto può effettivamente spegnere la dispersione, e un altro raggio di luce che attraversa il materiale da un lato può passare senza alcun ostacolo, dispersione o perdita.

"Matematicamente, non è immediatamente ovvio che sia possibile trovare un tale schema, " dice Rotter. "Ogni oggetto che vogliamo rendere trasparente deve essere irradiato con un proprio schema specifico, a seconda dei dettagli microscopici del processo di dispersione all'interno. Il metodo che abbiamo sviluppato ora ci consente di calcolare il modello giusto per qualsiasi mezzo di diffusione arbitrario".

Luce o suono

Le simulazioni al computer hanno dimostrato che il metodo funziona. Ora l'idea dovrebbe essere confermata negli esperimenti. Stefan Rotter è fiducioso che questo avrà successo:"Stiamo già discutendo con gli sperimentali come questo potrebbe essere fatto. Come primo passo, possiamo testare questa tecnologia con il suono invece che con le onde luminose. Sperimentalmente, sono più facili da gestire, e da un punto di vista matematico, la differenza non conta in modo significativo."