Tres maneras de volverse invisible

En la película La habitación de Fermat, dirigida por Luis Piedrahita, uno de sus personajes opina que la gente que desea el poder de la invisibilidad es gente que quiere utilizarlo para realizar algún acto prohibido o ilegal ¿o no?

Actualmente diferentes grupos científicos están trabajando en obtenerlo, usando diferentes enfoques. Aquí hablaremos de tres posibles métodos para lograr la invisibilidad en el futuro. 

Pero antes, pensemos que significa ser invisible. La luz esta formada por fotones, unas partículas de energía. Al iluminar un objeto, los fotones lo golpean rebotando en otras direcciones siendo recibidos por los ojos de una persona, de manera que el objeto será visible. Si podemos evitar que los fotones choquen contra el objeto y reboten, un observador no recibiría esta señal y el objeto sería invisible. Las tres tecnologías de las que vamos a hablar tienen esta meta.

Juego de cámaras

Este es el método más simple de invisibilidad. Hace unos años investigadores de la Universidad de Tokio diseñaron una capa de invisibilidad parecida a la que aparece en Harry Potter. Su funcionamiento se basa en una idea ingeniosa: proyectar delante del sujeto la imagen que hay detrás de él. De esta manera producimos la ilusión de que la persona es invisible. Para hacer esto únicamente se necesita una cámara situada en la parte trasera de la capa y un monitor en la parte delantera. Aunque parezca primitivo, la tecnología actual está fabricando cada vez cámaras más pequeñas (no hay más que fijarnos en las cámaras de móvil actuales) y prototipos de pantallas cada vez más planas y flexibles. En el MIT Media Lab de Boston han desarrollado pantallas que llaman papel electrónico y serían ideales para este invento.

El segundo problema es que la combinación de cámara y proyección solo volvería invisible a la persona desde un ángulo determinado. Para ello se esta mejorando la capa con varias distribuciones de cámaras y métodos informáticos que detecten desde donde esta mirando el observador para proyectar la imagen adecuada. Puede parecer complejo, pero tecnología similar es la que utiliza la consola Nintendo 3DS para calcular la distancia del observador a la pantalla y producir el fenómeno tridimensional, así que no es una idea muy disparatada.

Aunque esta capa realmente solo produce una ilusión óptica, ¿podemos conseguir evitar de verdad la acción de la luz y volvernos invisibles?

Metamateriales

Los metamateriales son materiales creados por el hombre con propiedades que no existen en la naturaleza. Los metamateriales invisibles juegan con una propiedad llamada índice de refracción, que describe cuanto se distorsiona y lentifica un haz de luz al atravesar un material. El aire tiene un índice de refracción cercano a 1, ya que la velocidad de la luz a través del aire es similar a la del vacío y su trayectoria casi no se distorsiona al entrar en el aire. Otros materiales transparentes como el cristal tienen un índice de refracción bajo y provocan una distorsión de la trayectoria de la luz, siempre en la misma orientación.

En 2006, John Pendry y su equipo en la Universidad de Duke crearon un metamaterial con un índice de refracción negativo (es decir, la luz se desvía en la orientación contraria al entrar en el material, algo que hasta ese momento los libros de óptica tachaban de imposible). Este metamaterial se obtiene creando un patrón de agujeros finamente perforados en una placa de silicio. Cada agujero tiene unos cien nanómetros de diámetro (una diez milésima parte de un milímetro).

Este material con refracción negativa tiene la clave de la invisibilidad. Si controlamos la desviación de la luz al chocar contra el material podemos hacer que la luz rodee un objeto y que salga por el lado contrario como cuando el agua de un río rodea una piedra. Estos materiales permitirían construir una capa de invisibilidad que vuelve invisible su interior. Actualmente se ha logrado crear metamateriales que sean invisibles a solo un tipo de longitud de onda, como microondas o infrarrojos, pero recientemente se ha conseguido materiales invisibles a alguna franja de la luz visible, pero no a todas a la vez. El físico Costas Soukoulis en Iowa y su equipo crearon un metamaterial invisible a la luz roja, y además se espera obtener metamateriales para otras frecuencias de luz visible.

Aún queda mucho camino por delante para los metamateriales, actualmente solo se han creado metamateriales bidimensionales y diminutos, pero el siguiente paso es obtener un metamaterial que pueda crear indices negativos de refracción en tres dimensiones.

Creando un hueco de luz

Esta idea de invisibilidad es más abstracta y esta relacionada con la física. Si lo que queremos evitar es que la luz incida en el objeto, podemos pensar en volver más lenta a la luz delante del objeto y aumentar su velocidad detrás de éste. De esta manera crearíamos un hueco temporal en el rayo de luz, permitiéndonos esquivar los fotones y volviendo el objeto invisible. Esta idea fue presentada hace un año por el laboratorio de Martin MacCall en Estados Unidos. El cambio de velocidad de la luz se consigue con metamateriales con estas propiedades. Aunque el hueco de luz no puede ser muy grande, la aplicación más directa de este método sería en la informática cuántica, para evitar la interacción de la luz con los electrones.

¿Para que ser invisibles?

Aunque pensemos en objetivos bélicos o malvados, la invisibilidad puede tener también metas benéficas. Si un paciente se hace una resonancia magnética, debe quitarse todos los objetos de metal (y si son fijos, como prótesis, se debe descartar la prueba). Por ejemplo, se plantea utilizar este tipo de metamateriales para envolver estas prótesis y que la persona se pueda hacer la prueba sin problemas.

Ya hay avances pero aún faltan muchos años para obtener la capa de invisibilidad que aparece en Harry Potter, hay muchas cosas por desarrollar y obstáculos que superar. Y a pesar de todo, la capa de invisibilidad seguiría siendo inviable por un simple motivo: si la invisibilidad es evitar el contacto con fotones hay una consecuencia inevitable, no podríamos ver nada del exterior. Mejor pensar en naves invisibles con cámaras exteriores. ¿Para qué quieres ocultarte de los demás, si tu no los puedes ver?

Fuentes | Física de lo Imposible, Cómo contactar con extraterrestres y otros 34 usos prácticos de la física, Francis E’Mule

Imagenes | Enter, Telefónica, Teleobjetivo, Tecnociencia