Ver y dejar ver

Nadia Ghadban Gimeno

Una vez más, la física está a punto de conseguir transformar en posible lo que parecía simple ciencia ficción. Y es que desde hace ya unos años, distintos grupos de investigación trabajan en encontrar una técnica que consiga invisibilizar un objeto. Hoy nos centraremos en una de ellas, liderada por el español José Azaña y cuyos resultados exitosos y prometedores se publicaron en 2018 en la prestigiosa revista Óptica.

Para entender cómo podemos dejar de ver, primero tenemos que entender cómo vemos. El proceso de ver se debe fundamentalmente a la luz y a nuestro cerebro. Decimos que la naturaleza de la luz es dual porque se comporta a la vez como una onda y como una partícula. En este artículo nos enfocaremos en su comportamiento ondulatorio, ya que su naturaleza cuántica no se pone de manifiesto en el experimento tratado. La luz es una onda electromagnética, es decir, está producida por vibraciones de un campo magnético y eléctrico y constituye la parte del espectro electromagnético que puede percibir el ojo humano. Veamos a continuación cómo tiene lugar el proceso mediante el cual vemos.

Tras atravesar la córnea, la pupila y el cristalino, la luz llega a la retina, una capa de células de tejido nervioso sensibles a la luz. La retina está situada en la parte posterior del ojo y estas células, llamadas fotorreceptores, transforman la luz en señales eléctricas que viajan a través del nervio óptico al cerebro, donde la información recibida es transformada en las imágenes que vemos. Pero pongamos atención en lo que pasa antes de que la luz llegue a nuestro ojo. Cuando un objeto recibe luz, parte de esa energía es absorbida y parte de ella es reflejada. Su color depende de la longitud de onda que refleja, pues es la que llega a nuestros ojos. Pues bien, con esta información veamos cómo el equipo de Azaña ha conseguido darle la vuelta e invisibilizar un objeto.

Hasta ahora, los intentos llevados a cabo conseguían ocultar un objeto cuando este era iluminado con un único color. Sin embargo, la realidad es que la mayoría de la luz que percibimos en nuestro día, como la solar, es de banda ancha, es decir, está formada por distintas longitudes de onda. Además, las técnicas previamente desarrolladas se basan en desviar la trayectoria luminosa mediante una capa hecha por un metamaterial (click aquí para ver el artículo de mi compañero Ángel Lapeña sobre qué son los metamateriales!) para que la onda rodee tanto la "capa de invisibilidad" en sí como aquello que se intentaba ocultar. De esta forma, el objeto no refleja ningún color y, por tanto, es invisible a la vista.

Sin embargo, el problema de esta técnica radica en que cada longitud de onda tarda un tiempo distinto en atravesar la capa, lo que al final da lugar a una distorsión visible que revela su existencia. La solución propuesta por el equipo de Azaña difiere en que la onda ya no se propaga alrededor del objeto, sino a través de él. La técnica ha sido acuñada con el nombre de camuflaje espectral o modificación del arcoíris.

Como objeto a invisibilizar, el equipo de investigación empleó un filtro óptico, dispositivo que absorbe distintas longitudes de onda predeterminadas previamente, bloqueando así esos colores y dejando pasar el resto. La ventaja de usar este dispositivo es que se puede programar qué longitudes de onda absorbe y cuáles no, emulando y pudiendo recrear cualquier interacción entre un objeto y una fuente luminosa que se pudiese dar en la realidad. El montaje experimental está formado, en primer lugar, por una fibra óptica dispersiva, que separa los distintos colores de la fuente de luz forzando a que cada uno de ellos viaje a una velocidad distinta. Esto da lugar a una fase temporal característica que permite introducir un segundo elemento: un modulador de fase temporal. Este modulador ordena la frecuencia de cada longitud de onda de tal forma que la luz solo contenga los colores que el filtro no absorbe. Tras estos elementos y el filtro, se sitúan los componentes análogos que realizan la transformación inversa, devolviendo a la luz su carácter inicial, de forma que tanto el filtro como el resto de los elementos del montaje no sean perceptibles, consiguiendo así su total ocultación.

Aunque de momento esta técnica funciona únicamente para un objeto que es iluminado desde una única dirección, el equipo asegura que debería ser posible trasladar la idea a un montaje en el que la luz provenga de cualquier dirección. Las aplicaciones que podría tener el camuflaje espectral son múltiples y variadas, como por ejemplo invisibilizar las partes de un automóvil que generan los puntos muertos o hacer transparentes las manos de un cirujano o cirujana ampliando su campo de visión. Además, el invento sería de especial utilidad en el campo de las telecomunicaciones mediante fibra óptica, ya que estas emplean luz de banda ancha para procesar y transferir la información. Esta técnica podría hacerla invisible, concediendo a las telecomunicaciones protección ante posibles espionajes. Las posibilidades son infinitas y podrían suponer un avance en distintos campos, pero sobre todo no olvidemos que Harry Potter por fin podrá tener su capa.