13 Settembre Set 2013 1330 13 settembre 2013

Mantello invisibile, in Cina lo fanno in 15 minuti

I progressi dei ricercatori cinesi

Coat

Quando si parla di mantelli dell’invisibilità, uno dei problemi più intricati sta nel come realizzarla. I materiali prescelti, conosciuti come meta-materiali, vengono creati assemblando uno schema ripetitivo di strutture che interagiscono con la luce che sono programmati per oscurare. Questo genere di assemblaggio dettagliato significa che per produrre i meta-materiali occorre un processo costoso e lungo. Oltretutto, i mantelli dell’invisibilità che ne derivano non sono mai perfetti.

Per questo motivo i fisici hanno cominciato a chiedersi se potevano ottenere gli stessi risultati con materiali più semplici da produrre. Il loro approccio è interamente differente rispetto alla teoria matematica sulla flessione della luce che è stata seguita finora dai fisici. L’attuale approccio funziona tentando di virare i campi elettromagnetici attorno a un oggetto in maniera da nasconderlo. I materiali necessari devono essere in grado di ripetere nella realtà questo genere di distorsione della luce.

Il nuovo approccio consiste nel creare un modello al computer del mantello con un materiale convenzionale con proprietà di alterazione della luce. Il modello simula come questo materiale può distorcere la luce al suo passaggio. Il computer modifica quindi la forma e topologia del materiale per ridurre la distorsione.

Ripetendo più volte questo processo, è possibile identificare una topologia che minimizza la distorsione della luce in modo da lasciarla pressoché invariata al suo passaggio. Il risultato è un mantello dell’invisibilità; non è perfetto, ma sa difendersi bene nel confronto con molti dei mantelli realizzati con i meta-materiali.

Almeno, questa è la teoria. La cosiddetta ottimizzazione topologica è poco più di un bagliore negli occhi di alcuni fisici applicati, almeno fino ad adesso.

Oggi, Lu Lan e un paio di soci della Zhejiang University, in Cina, hanno creato il primo mantello dell’invisibilità facendo uso dell’ottimizzazione topologica. Lo hanno ricavato dal Teflon in appena 15 minuti utilizzando una macchina di incisione controllata al computer. «Il processo di produzione di un campione risulta notevolmente semplificato», dicono.

Il risultante mantello dell’invisibilità a “palpebra di Teflon” nasconde un disco cilindrico delle dimensioni di una fiche da poker dalle microonde. Oltretutto, le prestazioni sono fedeli alle previsioni ricavate dalla simulazione al computer. Questo è un risultato importante perché permette di avvicinare i mantelli dell’invisibilità alla produzione di massa. Non esistono motivi per cui non si dovrebbero poter produrre queste palpebre in Teflon su larga scala. Lu e soci pensano che questo stesso processo potrebbe essere applicato per le lunghezze d’onda ottica. «Un simile setup di mascheramento non è difficile da replicare nello spettro ottico o in quello THz», dicono.

Ovviamente, vi sono ancora diverse sfide da sormontare. Lu e i suoi colleghi vogliono sviluppare la tecnica per creare mantelli capaci di operare su più frequenze e più angoli. Se sapranno produrli a un prezzo contenuto e con un sistema sufficientemente semplice, non vi sono ragioni per cui i mantelli dell’invisibilità non potrebbero divenire presto un gadget comune.
 

*tratto da Mit Technology Review, pubblicato il 10 settembre 2013

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