Metamateriales y la invisibilidad óptica

Es conocido que la invisibilidad es un tema que provoca polémica en la sociedad; sin embargo, en la última década, investigadores han logrado la creación de mantos de invisibilidad, mismos que anteriormente se consideraban utópicos, colocando en tela de juicio los avances tecnológicos.

La maestra en ciencias con especialidad en óptica por parte del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Yessenia Jáuregui Sánchez, exbecaria del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y actual estudiante de doctorado en ciencias con especialidad en óptica en la Universitat Jaume I en la provincia de Castellón de la Plana, España, compartió con la Agencia Informativa Conacyt algunos de los conceptos involucrados en la generación de los llamados metamateriales, que componen los mantos de invisibilidad.

La maestra Jáuregui Sánchez describió que para finales del siglo XIX el estudio del espectro electromagnético, específicamente lo relacionado con el espectro visible y su interacción con la materia, se consideraba un campo completamente descubierto.

“Muchas propiedades físicas, como la velocidad de la luz en el medio material, se encontraban definidas en su totalidad para la mayor parte de los materiales. No obstante, faltaban conceptos por descubrir, como la hipótesis propuesta por el científico ruso Victor Veselago, quien en 1968 expuso la existencia de materiales con índice de refracción, permeabilidad y permitividad negativos, dentro de un mismo rango de frecuencia, lo que significa que no podrían ser distinguidos por la vista”, aseveró.

Agregó que esta propuesta que logró ser sustentada hasta el siglo XXI, cuando los científicos John B. Pendry y David R. Smith crearon el primer material artificial, llamado metamaterial, cuya característica más importante es el índice de refracción negativo.

En el año 2006 fue cuando se creó el primer manto de invisibilidad, mismo que funcionaba dentro del rango de las microondas. Jáuregui Sánchez mencionó que hoy en día, la creación de mantos de invisibilidad ha sido lograda en el rango óptico, construidos con materiales flexibles e “inteligentes”, cuyo diseño todavía viene siendo experimental con objetivos particulares, como lo es en el ejército militar.

Hablar de metamateriales es hablar de mantos de invisibilidad

La maestra Yessenia Jáuregui Sánchez mencionó que ordinariamente, cuando se habla de invisibilidad se considera aquello que no puede ser apreciado mediante la vista; sin embargo, existen distintos tipos de invisibilidad en rangos específicos. Por ejemplo, un objeto invisible perfecto generaría la ilusión óptica de que el espacio que ocupa se encuentra vacío, esto, al no reflejar, refractar o absorber luz, recibiendo las propiedades ópticas del medio en que se encuentra. La funcionalidad de un manto de invisibilidad se mediría entonces por su insensibilidad al color de la luz visible, al ángulo de observación y a la fuente de iluminación.

Al respecto, describió: “Una de las aplicaciones de los metamateriales es la generación de las superlentes, que son lentes que van más allá de una lente convencional, ya que pueden observar un objeto a distancias nanométricas. Con el uso de las superlentes se podrán observar células in vivo, permitiendo el desarrollo en el estudio de imágenes biomédicas”.

Mencionó que la aplicación de los metamateriales en los diversos campos de la ciencia ha permitido la generación de nuevos conocimientos, así como el desarrollo de innovaciones tecnológicas que antes eran consideradas como inalcanzables.

“Los metamateriales son materiales que van más allá de lo creado por la naturaleza, y ahora se encuentran en las fronteras del conocimiento, son los materiales del siglo XXI”, concluyó.

Fuente: CONACYT.