Próxima generación en dispositivos de encubrimiento

Un dispositivo de invisibilidad que puede dar a un objeto un encubrimiento a partir de la luz visual está cada vez más cercano a la realidad. Después de haber sido el primero en demostrar la viabilidad de estos dispositivos, mediante la construcción de un prototipo en 2006, el equipo de ingenieros de la Universidad de Duke ha producido un nuevo tipo de dispositivo de encubrimiento, que es significativamente más sofisticado en una amplia gama de frecuencias.

El último avance ha sido posible gracias al desarrollo de una nueva serie de comandos complejos matemáticos, conocidos como algoritmos, para orientar el diseño y la fabricación de materiales compuestos únicos conocidos como metamateriales. Estos materiales pueden ser diseñados con propiedades que no se encuentran fácilmente en los materiales naturales, y se puede utilizar para formar una variedad de estructuras de encubrimiento. Estas estructuras pueden servir de guía a las ondas electromagnéticas alrededor de un objeto, de tal modo que parece como si hubieran atravesado un volumen vacío de espacio.

Los resultados de los últimos experimentos realizados por la Universidad de Duke se publicaron el 16 de enero del presente año en la revista Science. Los autores del artículo fueron Ruopeng Liu, quien desarrolló el algoritmo, y los profesores de ingeniería eléctrica e informática Chunlin Li. David R. Smith y William Bevan.

Una vez que el algoritmo fue desarrollado, el último dispositivo de encubrimiento se completó desde su concepción hasta la fabricación en nueve días, en comparación con los cuatro meses que se necesita para crear el original. Este nuevo y potente algoritmo permitirá personalizar el diseño único de metamateriales enfocados al encubrimiento con características específicas.

Según comentaba el profesor Smith: “La diferencia entre el dispositivo original y el último modelo es como el día y la noche. El nuevo dispositivo puede encubrir un espectro mucho más amplio de las ondas (de forma casi ilimitada) y a escala mucho más fácilmente utilizable por la luz visible e infrarrojos. El método que usamos nosotros debe ayudar a ampliar y mejorar nuestra capacidad a diferentes tipos de ondas de encubrimiento”.

Los dispositivos con encubrimiento doblan las ondas electromagnéticas, como la luz, de tal manera que parece como si el objeto no estuviera presente. En los últimos experimentos de laboratorio, un haz de microondas apuntó a través del dispositivo de encubrimiento en un golpe a través de un espejo plano rebotando fuera de la superficie en el mismo ángulo, como si el golpe no se hubiese producido. Además, el dispositivo impidió la formación de haces dispersos que normalmente presentan una perturbación.

El fenómeno de encubrimiento es similar a los espejismos vistos por delante a una distancia considerable de una carretera en un día caluroso. Por lo general se ve algo parecido como si el agua se cerniera sobre la carretera, pero es en realidad un reflejo del cielo. El profesor Smith explicaba: “En este ejemplo, el espejismo que se ve es el encubrimiento de la carretera a continuación. En efecto, estamos creando un espejismo de ingeniería con el último diseño en encubrimiento”.

El grupo de ingenieros opina que se encontrarán próximamente numerosas aplicaciones conforme ésta tecnología se vaya perfeccionado. Al eliminar los efectos de las obstrucciones, el encubrimiento podría mejorar los dispositivos de comunicaciones inalámbricas, u ondas acústicas que podrían servir como escudos de protección, ya sea para la prevención de la penetración de vibraciones, como de sonido o las propias ondas sísmicas.

La capacidad de la onda para ocultar el golpe es convincente, y ofrece un camino hacia la realización de formas para acercarse a la capacidad de encubrimiento óptica. Aunque los diseños de tales metamateriales son extremadamente complejos, especialmente cuando se utilizan los enfoques tradicionales, los ingenieros opinan que ahora tienen una forma rápida y eficiente para producir esos materiales.

Adecuadamente ajustados los metamateriales, las radiaciones electromagnéticas en frecuencias que van desde la luz visible a la radio pueden ser redirigidas a voluntad para prácticamente cualquier aplicación. Este enfoque también podría conducir al desarrollo de metamateriales que concentran la luz para proporcionar lentes más poderosas.

El más nuevo encubrimiento, que mide 20 por 4 pulgadas y menos de una pulgada de alto, es en realidad formada por más de 10.000 piezas individuales dispuestas en filas paralelas. De las piezas, más de 6.000 son únicas. Cada pieza está hecha de fibra de vidrio, el mismo material utilizado en las placas de circuitos y grabado de cobre. El algoritmo determina la forma y la colocación de cada pieza. Sin el algoritmo, el diseño y la correcta alineación de las piezas hubiese sido extremadamente difícil según los investigadores.

Más información: Universidad de Duke