Recientemente se ha llevado a cabo un descubrimiento sin precedentes en cuanto a la investigación óptica que significará un gran avance para la ciencia del ocultamiento de cuerpos, algo que a muchos les sonará un poco a ciencia ficción, ¡la invisibilidad! Unos científicos de la universidad de Rochester han creado una capa de invisibilidad a partir de unas lentes que es capaz de hacer desaparecer objetos incluso cambiando al observador de ángulo de vista. Pero, ¿es el primer método de este calibre que se confecciona?
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| Harry Potter |
La invisibilidad es aquella cualidad o propiedad de un determinado cuerpo físico visible de no ser visto en condiciones normales de luz para un supuesto observador. Durante muchos años este tema se clasificó como algo mágico o fantástico, típico de cuentos o historias que son contadas a los niños.Sin embargo, ha sido numerosas veces utilizada en el cine y en la literatura de ciencia-ficción, por ejemplo en los libros y películas de la saga Harry Potter, creada por la escritora J.K. Rowling. Pero si han sido tan difíciles de descubrir técnicas de invisibilidad para el mundo real, ¿Cómo es posible que en el cine se lleve a cabo tan a menudo?
Este efecto se ha conseguido gracias a una ilusión digital generada por técnicas audiovisuales entre las cuales encontramos el croma. Es un proceso tan sencillo como sustraer un color (suele ser el verde o el azul) y reemplazarlo mediante equipos informáticos por uno o varios colores incluso llegando a conformar así un fondo obteniendo de esta curiosa forma una sensación de invisibilidad. Pero claro está, solo queda en eso, sensación, ya que este tipo de invisibilidad solo puede ser llevada a cabo a través de monitores y con una tecnología muy limitada en este aspecto. Pero cuando tenemos que extrapolarlo a nuestra vida real sin cromas ni efectos especiales, ¿Cómo puede conseguirse? Se han realizado algunas investigaciones los últimos años de entre las cuales la última de todas a alcanzado grandes resultados.
Camuflaje térmico
En 2006 se llevó a cabo una de estas investigaciones, considerada como el primer estudio en este sentido sobre la invisibilidad. Todos los intentos llevados a cabo intentando ocultar objetos en campos magnéticos o incluso aislándolos del sonido tenían ciertas limitaciones que los hicieron fracasar, ya que lo que pretendían era manipular el movimiento de las ondas. Sin embargo en este caso el científico Sebatien Guenneau se centró en el control del calor. "El calor no es una onda, simplemente se difunde de zonas calientes a frías", dijo Sebastien.
La fórmula de camuflaje del calor se basa en los principios empleados en las técnicas de invisibilidad óptica. Al aplicar las fórmulas matemáticas de la transformación óptica a las ecuaciones de la difusión del calor consiguieron desarrollar esta teoría. Aunque su investigación es totalmente independiente a las implicaciones de los resultados, los descubridores del hallazgo propusieron diseñar una capa de 20 aros de metal para que cada uno con su capacidad de difusión participasen en un efecto en el que al controlar dicho calor (disipándolo o concentrándolo) se produzca una sensación de invisibilidad térmica.
¡Con esta última tecnología se ha sido capaz de camuflar incluso un tanque! Dicho tanque es semejante al que vemos en la imagen de la izquierda, con un recubrimiento especial que lo hace invisible ante los infrarrojos. El único inconveniente en todo esto es que se trata de un tipo de invisibilidad que está ligada a la temperatura y por consiguiente a que el observador utilice algún dispositivo de detección de calor. Por lo que su mayor importancia viene dada a la industria militar aunque también podría utilizarse en la microelectrónica, donde a veces los ingenieros tienden a enfrentarse a retos muy complejos en los que el calor se concentra en áreas específicas de los dispositivos.
La capa Rochester
Y visto previamente en qué consiste básicamente la invisibilidad y algunos estudios previos, aquí os traigo la noticia que asombró al mundo hace algunas semanas. La novedosa capa Rochester. Recibe este nombre por la Universidad de Rochester (al norte de Nueva York) a la que pertenece su creador, John Howell. Tenemos ante nosotros al primer dispositivo de 'cloaking' (encubrimiento) que brinda un ocultamiento tridimensional continuamente multidireccional. Esto quiere decir que un objeto a través de él puede permanecer invisible sin distorsionarse incluso cambiando el ángulo de visión del observador respecto a él. Su configuración simple mejora en otros dispositivos de encubrimiento, pero no podemos olvidar que este método no es perfecto. "Esta capa dobla la luz y la envía a través del centro del dispositivo, por lo que la región en el eje no puede ser bloqueada o envuelta", dijo Joseph Choi, estudiante de doctorado en el instituto de óptica de Rochester y coautor del invento. Esto significa que la región envuelta tiene la forma de un donut. Es cierto, que el manto tiene los efectos de borde, pero estos puede ser reducidos cuando se utilizan lentes lo suficientemente grandes.
Algo que llama la atención es que es bastante asequible ya que sus autores divulgaron simples instrucciones sobre como construir uno por poco más de 100 euros, lo cual es bastante barato en comparación con otros métodos anteriores. Además Howel ha hablado sobre las asombrosas aplicaciones que podría tener un descubrimiento de esta envergadura entre las cuales están la cirugía, la industria militar, el diseño de interiores o incluso para ocultar un trailer en la parte de atrás de un camión para que el conductor pueda ver directamente detrás suya.
Centrándonos en la estructura del dispositivo:
La capa Rochester se compone de 4 lentes estándar, las cuales pueden escalarse en función del tamaño de los objetos que queramos camuflar. Los pasos a seguir para construir una, son los siguientes:
1º Comprar 2 juegos de 2 lentes de diferentes longitudes focales f1 y f2 (4 lentes totales, 2 con f1 distancia focal , y 2 con f2 longitud focal).
2º Separar las primeras 2 lentes por la suma de sus distancias focales (Así f1 es la primera lente, f2 es la segunda lente y están separados por t1 = f1 + f2)
3º Hacer lo mismo en el paso 2 para las otras dos lentes.
4º Separar los dos conjuntos por t2 = 2 f2 (f1 + f2) / (f1 - f2) de separación, de modo que los dos f2 lentes son t2 aparte.
- Se considera distancia focal, a la longitud entre el centro óptico de la lente y el foco cuando enfocamos al infinito.
- Se aconseja utilizar lentes acromáticas con mejor calidad de imagen.
- Menor longitud debería reducir los efectos de bordes y aumentar la gama de ángulos.
- Para una capa más fácil, pero menos ideal, puede intentar la capa 3 de la lente pero en papel.
- Lentes de Fresnel se pueden utilizar para reducir la longitud total (2 t1 + t2 )
Aquí podéis observar imágenes y vídeos que han sido aportados por la propia universidad de Rochester para presentar este nuevo producto.
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| Se hace pasar un rayo láser por el dispositivo para poder apreciar las regiones donde se puede llevar a cabo el encubrimiento del objeto. |
En este último vídeo el autor del dispositivo, John Howell, demuestra un encubrimiento sencillo con la ayuda de sus hijos con tan solo simples espejos, tal y como por arte de magia.
Simple, pero a la vez difícilmente imaginable. En eso consiste este curioso dispositivo que surgió hace tan sólo hace unas semanas y que viene dando tanto de que hablar desde entonces. Espero que os haya parecido interesante.
Hasta pronto!
Fuentes:
- http://www.rochester.edu/newscenter/watch-rochester-cloak-uses-ordinary-lenses-to-hide-objects-across-continuous-range-of-angles-70592/
- http://ecodiario.eleconomista.es/ciencia/noticias/6112160/09/14/Como-construir-una-capa-de-invisibilidad-por-menos-de-100-dolares.html
- https://www.youtube.com/watch?v=GAmWs6zfTj8
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