Los metamateriales hechos de elementos metálicos inicialmente propuestos para construir capas de invisibilidad no resolvieron algunos problemas importantes de ocultación.
Quedan tres desafíos restantes. El primero es controlar la anisotropía: el comportamiento variable de las ondas de propagación en diferentes direcciones del medio de capa. También es importante asegurarse de que los materiales de la capa puedan funcionar en frecuencias de microondas y ondas ópticas. Finalmente,los investigadores tienen que disminuir las pérdidas que restringen el tamaño de los objetos ocultos.
Elena Semouchkina, profesora asociada de ingeniería eléctrica e informática, y sus estudiantes de posgrado han desarrollado varios enfoques novedosos para hacer que las capas de invisibilidad sean más prácticas. Su último trabajo, publicado en un número especial de Revista de óptica en óptica de transformación, observa una nueva y prometedora forma de manipular ondas electromagnéticas para hacer que los objetos parezcan invisibles. El equipo desarrolló un enfoque utilizando cristales fotónicos.
La ciencia de la invisibilidad
Volverse invisible no es un truco de magia. Hacer invisibles los objetos se reduce a redireccionar las ondas electromagnéticas. El medio de capa necesita doblar los caminos de las ondas alrededor de un área para ocultar un objeto y acelerar las ondas a lo largo de las trayectorias dobladas. Basado en los principios de transformaciónóptica, existen ecuaciones que pueden predecir qué dispersión espacial de las propiedades del material deformará las ondas electromagnéticas correctamente.
Para proporcionar las dispersiones prescritas, Semouchkina y su equipo comenzaron usando metamateriales que no estaban compuestos de metal, sino de resonadores dieléctricos. Los materiales dieléctricos tienen una conductividad insignificante y bajas pérdidas; los resonadores dieléctricos hacen que las ondas electromagnéticas reboten de un lado a otro como si fuera una sintoníala horquilla actúa como un resonador de sonido. Esto permite controlar la propagación de ondas en el medio de capa.
Semouchkina ahora está construyendo el medio de capa a partir de estructuras periódicas conocidas como cristales fotónicos. Específicamente, están utilizando cristales estructurados adecuadamente compuestos de barras dieléctricas. A diferencia de los metamateriales, las resonancias en estos "átomos" de cristal no definen la transmisión de ondas. Como tal,Los cristales fotónicos son muy prometedores para el encubrimiento de invisibilidad.
Materiales superluminales
Los cristales fotónicos que Semouchkina y su equipo emplean para el medio de capa son capaces de proporcionar la velocidad de fase superluminal de las ondas de propagación. Es decir, las ondas se mueven más rápido que la velocidad de la luz.
Tal velocidad permite preservar el frente de onda original mientras las ondas se curvan más allá del objeto envuelto. Como un diamante que refracta la luz en muchos tonos, estos cristales fotónicos también poseen la anisotropía requerida de sus índices de refracción. Eso significa que las velocidades de fase de onda son diferentes entrevarias caras de cristal. En términos de encubrimiento, estas velocidades de onda contrarias crearían la ilusión de invisibilidad.
"El punto clave para resolver el problema de la anisotropía es variar los parámetros de la red de los cristales en las direcciones deseables", dice Semouchkina.
Las aplicaciones para el camuflaje van tan lejos como la imaginación puede ser y serían útiles tanto para la seguridad nacional como para la industria. Y aunque las capas de invisibilidad parecen místicas, la ciencia simplemente está controlando el flujo de luz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :