La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

El mundo visto a través de un metamaterial

Posted by Carlos en enero 26, 2007

Cuando hace unos días hablábamos de los metamateriales, vimos que además de su relación con la consecución de invisibilidad, ofrecen grandes posibilidades para la construcción de superlentes. La clave está en el hecho de que estos metamateriales tienen un índice de refracción negativo, lo que intuitivamente quiere decir que los rayos de luz incidentes se curvan hacia “el lado contrario”. Aunque se puede intentar construir un diagrama idealizado que ilustre la situación, es muy difícil llegar a comprender todas las implicaciones del hecho de que la curvatura sea la contraria que en un material normal. Y dado que no hay nada mejor que ver con los propios ojos las cosas, he aquí lo que sucedería si tuviéramos un líquido con índice de difracción negativo:

Negative-index refraction material
Credit: G. Dolling et al. – (c) 2006 Optical Society of America

La imagen de la izquierda corresponde a la situación habitual de un líquido con índice de refracción positivo. La barra introducida en el líquido se curva en la misma dirección en la que incide en el líquido, pero con un ángulo distinto, que causa el bien conocido efecto de que la barra parezca partida. A la derecha se muestra la situación cuando el líquido tiene un índice de refracción negativo. Lo más evidente que se aprecia es el hecho de que la barra parece ahora no sólo rota, sino inclinada en dirección opuesta a la que entra. Sin embargo, hay otras cosas más sutiles e interesantes. En primer lugar la parte inferior de la interfaz líquido-aire es visible, ya que los rayos emitidos hacia abajo son refractados negativamente hacia arriba. Por el mismo motivo, la parte superior del fondo del vaso no puede verse, ya que los rayos emitidos hacia arriba son refractados hacia abajo.

Aunque recientemente se ha conseguido producir metamateriales efectivos en la banda de luz visible, estas imágenes son obviamente una recreación fotorrealista generada mediante ray-tracing por Gunnar Dolling y colaboradores, en un trabajo titulado

que apareció publicado en Optics Express. Si el efecto de la barra anterior parece sorprendente, la cosa no es nada si se observa qué sucedería cuando un objeto se zambulle en el líquido con índice de refracción negativo. Visto desde arriba, la situación normal debería ser que dicho objeto se fuese haciendo cada vez más pequeño a medida que se aleja, sumergiéndose. Sin embargo, lo que apreciamos es un aparente cambio en el sentido de movimiento del objeto, que parece agrandarse cada vez más. El motivo es que el ángulo de visión se incrementa, en lugar de decrementarse, lo que da lugar a una magnificación de la imagen. Pueden verse varios vídeos ilustrativos aquí. ¿No son maravillosas, las leyes de la física?

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Una respuesta to “El mundo visto a través de un metamaterial”

  1. […] por Carlos on 28/03/07 Hace tiempo que hablamos de metamateriales, y de cómo ofrecen muchas posibilidades para la construcción de mecanismos de ocultamiento, o […]

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