Objetos Invisibles

Por A. Guajardo-Cuéllar

Uno de los tópicos favoritos de los escritores de ciencia ficción es la posibilidad de ser invisibles. La lista de películas y novelas que hacen referencia al tema es numerosa, y por mencionar algún ejemplo de ellas que sean de conocimiento de este autor se tiene a "Depredador", "la liga extraordinaria" y "El hombre sin sombra". Es en esta última donde la invisibilidad del personaje se obtiene a través de introducir una sustancia dentro del personaje. Hasta ahora la posibilidad de obtener la invisibilidad modificando la composición de un objeto como lo sugeriría el ejemplo mencionado se ve poco probable. Se sabe que la luz debe de viajar en línea recta entre dos puntos y de esta forma recorrer la distancia mas corta, sin embargo comportamiento diferente de ondas electromagnéticas se puede observar ante la presencia de objetos de escala comparable al de las estrellas que son capaces de deformar el espacio y de esta forma hacer que las ondas electromagnéticas viajen en forma curveada, lo anterior es una explicación burda de la teoría general de la relatividad.

Para efectos prácticos el concepto descrito no es factible dado que la escala en la que el ser humano tiene percepción no es del mismo orden de magnitud que la necesaria para obtener el efecto deseado, sin embargo el concepto de un espacio curveado puede ser de utilidad. Investigadores de la Universidad de Duke [1], [2] encontraron una forma de reproducir invisibilidad basada en lo explicado. La idea en principio parece bastante simple y consiste en simplemente resolver las ecuaciones de Maxwell en un sistema coordenado que contenga la configuración de un espacio curveado. Pensemos en el siguiente experimento mental para comprender la idea, supóngase que se tiene en un inicio un sistema coordenado que describe un una malla cuadrada, lo cual puede ser descrito digamos por coordenadas rectangulares simplemente, ahora supóngase que en vez de tener una malla rectangular se tenga una malla que contenga un espacio curveado, ahora se requerirá una transformación de coordenadas que describan la nueva malla, y las ondas electromagnéticas seguirán las líneas de corriente de la nueva malla. En resumen el procedimiento consiste en hacer una transformación del espacio, y resolver las ecuaciones de Maxwell en este espacio. Después de realizar las transformaciones los parámetros presentes en las ecuaciones como la permeabilidad y la permitividad también sufrirán modificaciones quedando ahora en función de la nueva geometría. Este último aspecto es el que hace que la posibilidad de alcanzar invisibilidad aun sea un reto. En palabras simples, se puede decir lo siguiente, el problema ya ha sido solucionado matemáticamente pero el reto es la fabricación de materiales que contengan las propiedades requeridas dada la solución matemática en el espacio transformado. El objetivo ha sido alcanzado por materiales llamado metamateriales que son materiales modificados en su estructura mas que en su composición.

Este descubrimiento no tan reciente (2006) es un gran avance y se puede pensar en un sin numero de aplicaciones. Es importante mencionar que el objetivo de este estudio es obtener la invisibilidad sin que esta sea un dispositivo óptico contrario a lo que algunos otros investigadores han alcanzado como el japonés Susumi Tachi el cual ha inventado dispositivos que se basan en técnicas de camuflaje análogas a las que presentan ciertos animales en la naturaleza. Se puede concluir de esta discusión que una idea tan simple como puede ser el tratar las ecuaciones de Maxwell en un espacio deformado puede dar pie a una idea tan ingeniosa. No será esta la primera vez que una idea simple tiene un gran impacto.

[1] Schurig, D., Mock, J.J., Justice, B.J., Cummer, S.A., Pendry, J.B., Starr, A.F., Smith, D.R., Material Electromagnetic Cloack at Microwave Frequencies, Science, vol. 314, p. 977-980, 2006.
[2] www.ee.duke.edu/~drsmith/cloaking.html