Veure i deixar veure

Nadia Ghadban Gimeno

Una vegada més, la física està a punt de fer possible allò que semblava simple ciència-ficció. I és que des de fa ja uns anys, diferents grups de recerca treballen per trobar una tècnica que aconseguisca la invisibilització d'un objecte. Avui ens centrarem en una d'elles, liderada per l'espanyol José Azaña i els seus resultats exitosos i prometedors, que es van publicar en 2018 en la prestigiosa revista Òptica.

Per a entendre com podem deixar de veure, primer hem d'entendre com veiem. El procés de veure es deu fonamentalment a la llum i al nostre cervell. Diem que la naturalesa de la llum és dual perquè es comporta alhora com una ona i com una partícula. En aquest article ens enfocarem en el seu comportament ondulatori, ja que la seua natura quàntica no es posa de manifest en l'experiment tractat. La llum és una ona electromagnètica, és a dir, està produïda per vibracions d'un camp magnètic i elèctric i constitueix la part de l'espectre electromagnètic que pot percebre l'ull humà. Vegem a continuació com té lloc el procés mitjançant el qual veiem.

Després de travessar la còrnia, la pupil·la i el cristal·lí, la llum arriba a la retina, una capa de cèl·lules de teixit nerviós sensibles a la llum. La retina està situada en la part posterior de l'ull i aquestes cèl·lules, anomenades fotoreceptors, transformen la llum en senyals elèctriques que viatgen a través del nervi òptic al cervell, on la informació rebuda es transforma en les imatges que veiem. Però posem atenció al que passa abans que la llum arribe als nostres ulls. Quan un objecte rep llum, part d'eixa energia és absorbida i part d'ella és reflectida. El seu color depén de la longitud d'ona que reflectix, perquè és la que arriba als nostres ulls. Doncs bé, amb aquesta informació vegem com l'equip d'Azaña ha aconseguit donar-li la volta i invisibilitzar un objecte.

Fins ara, els intents duts a terme aconseguien ocultar un objecte quan aquest era il·luminat amb un únic color. No obstant això, la realitat és que la majoria de la llum que percebem en el nostre dia a dia, com la solar, és de banda ampla, és a dir, està formada per diferents longituds d'ona. A més, les tècniques prèviament desenvolupades es basen en desviar la trajectòria lluminosa mitjançant una capa feta amb un metamaterial (click ací per veure l'article del meu company Ángel Lapeña sobre què són els metamaterials!) perquè l'ona envolte tant la "capa d'invisibilitat" en si com allò que s'intentava ocultar. D'aquesta manera, l'objecte no reflecteix cap color i, per tant, és invisible a la vista.

No obstant això, el problema d'aquesta tècnica rau en el fet fet que cada longitud d'ona triga un temps diferent a travessar la capa, la qual cosa al final dona lloc a una distorsió visible que revela la seua existència. La solució proposada per l'equip d'Azaña difereix en què l'ona ja no es propaga al voltant de l'objecte, sinó a través d'ell. La tècnica ha estat anomenada com a camuflatge espectral o modificació de l'arc de Sant Martí.

Com a objecte a invisibilitzar, l'equip de recerca va emprar un filtre òptic, dispositiu que absorbeix diferents longituds d'ona predeterminades prèviament, bloquejant així aquests colors i deixant passar la resta. L'avantatge d'utilitzar aquest dispositiu és que es pot programar quines longituds d'ona absorbeix i quines no, emulant i podent recrear qualsevol interacció entre un objecte i una font lluminosa que es poguera donar en la realitat. El muntatge experimental està format, en primer lloc, per una fibra òptica dispersiva, que separa els diferents colors de la font de llum forçant que cadascun d'ells viatge a una velocitat diferent. Això dona lloc a una fase temporal característica que permet introduir un segon element: un modulador de fase temporal. Aquest modulador ordena la freqüència de cada longitud d'ona de tal forma que la llum només continga els colors que el filtre no absorbeix. Després d'aquests elements i el filtre, se situen els components anàlegs que realitzen la transformació inversa, retornant a la llum el seu caràcter inicial, de manera que tant el filtre com la resta dels elements del muntatge no siguen perceptibles, aconseguint així la seua total ocultació.

Encara que de moment aquesta tècnica funciona únicament per a un objecte que és il·luminat des d'una única direcció, l'equip assegura que hauria de ser possible traslladar la idea a un muntatge en el qual la llum vinga des de qualsevol direcció. Les aplicacions que podria tindre el camuflatge espectral són múltiples i variades, com per exemple invisibilitzar les parts d'un automòbil que generen els punts morts o fer transparents les mans d'un cirurgià o cirurgiana ampliant el seu camp de visió. A més, l'invent seria d'especial utilitat en el camp de les telecomunicacions mitjançant fibra òptica, ja que aquestes empren llum de banda ampla per processar i transferir la informació. Aquesta tècnica podria fer-la invisible, concedint a les telecomunicacions protecció davant possibles espionatges. Les possibilitats són infinites i podrien suposar un avanç en diferents camps, però sobretot no oblidem que Harry Potter per fi podrà tindre la seua capa.