Un sueño propio del cine, que no escapa a la ciencia. En los últimos cuatro años ha recibido un gran impulso el proyecto de una capa que haga invisible al ser humano o permita comunicaciones sin interferencias.
Simular que un objeto, un animal o una persona desaparece es uno de los trucos más populares y recurrentes de los magos. Para generar esta ilusión recurren a diversas técnicas. Entre las primeras está la capa que cubre algo y que al levantarla, ya no está ahí. Evidentemente, detrás de esto hay truco: el objeto, simplemente, está escondido.
El verdadero manto de invisibilidad no depende de la magia, sino de la ciencia, y no encierra ninguna trampa, sino años de investigación. Su objetivo es hacer desaparecer algo, impedir que sea detectado o crear materiales capaces de desviar la luz o las ondas sonoras para no ser descubiertos. Puede otorgar a quien lo consiga un poder que trasciende las fronteras del espectáculo. No en vano, la idea ha inspirado a novelistas y cineastas que, durante siglos, han recreado con ella novelas y películas, y ha intrigado a científicos que llevan años teorizando la manera de hacerla real.
A pesar de lo difícil de encontrar la receta, sir John Pendry lo consiguió hace sólo cuatro años. El físico del Imperial College de Londres se valió de antiguas teorías para proponer el modo de construir una coraza invisible, y por ello se le considera el padre de la invisibilidad a través de metamateriales: estructuras que permiten manipular la luz de maneras desconocidas en materiales naturales. Su trabajo se publicó en 2006 en la revista «Science» y ya se ha citado más de 500 veces. Pero a pesar de su impacto, todavía tiene un reto por delante: llevarlo del papel a la práctica.La fórmula de Pendry retoma la teoría de las «ecuaciones de Maxwell», que describe el comportamiento de los campos electromagnéticos en presencia de medios materiales, según explica Francisco Javier García de Abajo, investigador del Instituto de Óptica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y miembro de la Sociedad Americana de Física. Gracias a esta teoría se sabe que la luz, en su interacción con la materia, sufre refracción: el efecto que se produce, por ejemplo, cuando una vara parece doblarse al entrar en el agua. Esto sucede porque el índice de refracción es negativo y, como explica García de Abajo, las corazas de invisibilidad requieren materiales con este tipo de propiedades para poder desviar la luz.Es por eso que la refracción negativa ha jugado un papel esencial para hacer reales las hipótesis de Pendry. En 2008, un equipo de investigadores de la Universidad de Berkeley (Estados Unidos), dirigidos por Xiang Zhang, lograron fabricar un material que poseía esta característica. Jason Valentine, miembro del equipo, se lamenta de que todavía no hayan podido usarlo para fabricar el manto de invisibilidad. Sin embargo, en mayo de 2009, su equipo logró diseñar un dispositivo real, cuya creación recogía la revista «Nature Materials». «Para producirlo utilizamos un material –a base de nanoestructuras de silicio–, que nos permitía facilitar su fabricación», indica Valentine. «Es la primera capa óptica que se ha demostrado», asegura el físico.
De la teoría a la práctica
Precisamente, uno de los mayores problemas a los que se enfrentan los investigadores es hacer que estas capas sean realmente invisibles al ojo humano, ya que las desarrolladas hasta la fecha sólo lo son para las microondas. Esto permite, por ejemplo, no ser detectado por los radares, aunque sí por cualquier sistema basado en frecuencias de onda mayores, como los rayos infrarrojos. Para sortear estos obstáculos trabajan también otros equipos de científicos, como el liderado por David Smith. El físico de la Universidad de Duke (Estados Unidos) trabajó con Pendry para desarrollar su idea de capa de invisibilidad y en 2006 consiguieron crear el primer prototipo y demostrar que es posible trasladar ondas electromagnéticas de modo que rodeen a un objeto sin hacerlo visible. Hace poco más de un año, él y sus compañeros desarrollaron un software que acelera el diseño de los metamateriales y que les permitió crear una versión mejorada de la capa. «Ahora continuamos esforzándonos para optimizarla y hemos realizado algunas mediciones que vamos a publicar en breve», asegura Smith.
Herramienta militar
Pero, ¿qué utilidad tiene todo esto? En opinión de García de Abajo, «hacer que un objeto sea invisible a frecuencias de microondas tiene aplicaciones militares claras. La prensa parece estar olvidando la parte práctica de la historia: este tipo de avances está revolucionando las tecnologías de combate de detección y camuflaje», señala el experto del CSIC. No opina así Smith, que asegura que la militar es la más alejada de las utilidades en las que están trabajando. «Esperamos desarrollar aplicaciones de comunicación, entre otras cosas para sortear objetos que interfieran con una señal, para que la información se transmita de manera efectiva de un punto a otro», indica el físico.
Por su parte, Valentine destaca que la capa es más que una herramienta para el ejército. La que su equipo ha creado puede hacer desaparecer los defectos de los espejos. «Esto es importante, por ejemplo, para la industria de fabricación de circuitos integrados, ya que utilizan espejos muy caros para realizar litografía –proyección de patrones– y un pequeño defecto puede arruinarlos. Además, actualmente estamos ampliando la metodología usada en el diseño de la capa, llamada óptica de transformación, para crear otros dispositivos como concentradores de luz para las células solares», comenta Valentine.
Sin embargo, lograr lo que los magos consiguen con sus trucos, una apariencia invisible a todos los efectos, queda todavía lejos. «Es muy posible que el dominio de la invisibilidad para frecuencias de microondas se logre en poco tiempo, pero muchos nos mostramos escépticos sobre la posibilidad de hacerlo en el espectro visible en muchos años», señala García de Abajo. Smith coincide con él, y opina que la invisibilidad perfecta «está muy lejos». Pero es más optimista: «Por ahora no tenemos un mapa de trabajo que nos permita llegar a ella pero no hay ninguna razón fundamental por la cual dicha capa no pueda existir». «Hasta entonces, seguiremos trabajando sin perder la esperanza, y el lector será testigo de los grandes pasos que se den para lograrlo», concluye Smith.
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