Manto da invisibilidade 3D no espaço livre para micro-ondas

                                 
No alto, o cilindro que foi camuflado pela invisibilidade para micro-ondas. Embaixo, uma visão em corte do tubo sem as tampas e um segmento da fita de cobre usada para gerar a invisibilidade.

Com ressalvas

Em Agosto de 2011, a equipe do professor Andrea Alu anunciou a criação do primeiro manto da invisibilidade 3D no espaço livre.

Agora aquela mesma pesquisa foi aceita para publicação por um importante periódico científico, o New Journal of Physics.

Quando o Site Inovação Tecnológica noticiou o avanço em primeira mão, o artigo ainda não havia sido revisado por outros cientistas, estando apenas no repositório arXiv.

O trabalho está virando notícia de novo, mas é importante citar também as características reais do mecanismo, que não têm sido devidamente esclarecidas pela imprensa não-especializada.

Só para micro-ondas

O trabalho merece destaque porque a maioria das camuflagens 3D feitas até agora não eram exatamente mantos, mas tapetes de invisibilidade.

Neste caso, porém, objetos comuns podem ser camuflados em seu ambiente natural, em todas as direções, e de todas as posições de um observador.

Mas há um porém: a camuflagem funciona para micro-ondas, e não para luz visível.

Ou seja, você precisaria ter uma "visão de micro-ondas" para "não enxergar" o que está sendo camuflado.

Embora pareça tirar um pouco o brilho do trabalho, vale lembrar que todo o processo de desenvolvimento dos mantos de invisibilidade, a partir dos metamateriais, começou justamente com micro-ondas, só mais tarde aparecendo os primeiros escudos para luz visível.

Os pesquisadores usaram sua técnica para esconder não um objeto de alguns milímetros, mas um tubo de 18 centímetros de comprimento por 3 centímetros de diâmetro.

Mas é preciso entender que eles não conseguirão repetir o mesmo processo com objetos tão grandes quando estiverem lidando com luz visível.

Esta montagem ilustra o conceito do índice de refração negativa da luz. Até agora, acreditava-se que o fenômeno só pudesse ser obtido em materiais fisicamente muito complexos.

Metamateriais plasmônicos

O avanço foi possível graças a um novo tipo de material artificial - os metamateriais plasmônicos.

Quando a luz atinge um objeto, ela rebate na sua superfície e toma outra direção, como acontece quando se joga uma bola contra a parede.

A razão pela qual vemos os objetos é porque os raios de luz ricocheteiam nos materiais e tomam a direção dos nossos olhos - e nossos olhos são capazes de processar a informação quando a luz tem uma faixa de frequências definida, conhecida como espectro visível.

Devido às suas propriedades únicas, os metamateriais plasmônicos têm o efeito oposto ao lidar com a luz.

Em vez de serem refletidos, os raios de luz anulam-se mutuamente, e o efeito global é a transparência e a invisibilidade em todos os ângulos de observação.

O método mais tradicional é usar estruturas físicas projetadas para interagir com os raios de luz - os metamateriais. Aqui foram exploradas as características dos plásmons de superfície, ondas de elétrons que se formam na superfície de metais - neste caso, de uma película de cobre.

"Uma das vantagens da técnica de camuflagem plasmônica é a sua robustez e largura de banda moderada, superior aos mantos da invisibilidade convencionais, baseados em metamateriais de transformação. Isso tornou nosso experimento mais robusto contra possíveis falhas, o que é particularmente importante quando camuflando um objeto 3D no espaço livre," disse o professor Andrea Alu.

Limites visíveis

O tubo cilíndrico foi camuflado com uma concha de metamaterial plasmônico.

O manto da invisibilidade plasmônico mostrou uma melhor funcionalidade para as microondas em uma frequência de 3,1 gigahertz.

Os esforços da equipe agora vão se concentrar na criação de um manto da invisibilidade 3D no espaço livre que funcione para luz visível.

Mas há limites para isso.

"Em princípio, esta técnica poderia ser usada para camuflar a luz; de fato, alguns materiais plasmônicos são naturalmente disponíveis em frequências ópticas," diz Alu.

"No entanto, o tamanho dos objetos que podem ser eficientemente camuflados com esta técnica depende do comprimento de onda usado. Assim, para frequências ópticas, nós poderemos lidar com objetos com dimensões na faixa dos micrômetros," salienta o pesquisador.