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Manto da invisibilidade unidirecional é quase perfeito

Manto da invisibilidade unidirecional é quase perfeito
Um dos truques da óptica transformacional consiste em criar uma região oculta, mas que ainda é invisível só de uma direção.[Imagem: Nature Materials]

Quase perfeita

Um grupo de cientistas anunciou ter conseguido ocultar perfeitamente um objeto com um "manto de invisibilidade" pela primeira vez, tornando um pequeno cilindro invisível para micro-ondas.

Muitos esforços anteriores para o desenvolvimento de um "manto de invisibilidade" já haviam sido demonstrados, mas todos refletiam parte da luz incidente, tornando a ilusão ótica incompleta.

O novo estudo mostra como fazer isso de forma "perfeita".

Não totalmente perfeita, porque a ilusão somente funciona em uma direção, e seria difícil de alcançar com luz visível ao olho humano.

Mantos da invisibilidade

A ideia do manto da invisibilidade começou em 2006, quando os professores John Pendry, do Imperial College London, e David Smith, da Universidade Duke, propuseram a teoria da "ótica da transformação" em um artigo publicado na revista Science, demonstrando posteriormente naquele ano o truque pela primeira vez usando micro-ondas (ondas com comprimento maior do que o visível pelo olho humano).

Os artigos científicos fizeram com que diversos outros cientistas tentassem realizar o mesmo experimento com diferentes comprimentos de onda - especialmente com ondas visíveis ao olho humano.

Até hoje, porém, nenhuma pesquisa chegou ao "manto da invisibilidade perfeito" como proposto na teoria inicial.

As estruturas que podem realizar esse truque extraordinário de luz são difíceis de produzir, e cada tentativa fez uma aproximação à ideia teórica que resulta em reflexões de luz.

Isso significa que alguém não veria o objeto em questão, mas a cena atrás dele - porém os reflexos do manto de invisibilidade escureceriam a cena refletida.

Manto da invisibilidade perfeito?

Agora, Smith e seu colega Nathan Landy, também da Universidade Duke, tomaram outro caminho, retrabalhando como as bordas de um manto de micro-ondas se alinham, garantindo que a luz passe pelo manto completamente, sem reflexos.

O truque foi conseguido com um manto em forma de losango, com propriedades cuidadosamente combinadas nos cantos do losango, para transportar a luz perfeitamente no entorno de um cilindro de 7,5 centímetros de diâmetro e 1 centímetro de altura.

"Pelo que sabemos, este é o primeiro manto que realmente consegue fazer a transformação exatamente correta para promover a invisibilidade perfeita", disse Smith.

Porém o processo depende de compensações. Apesar de a ilusão ser perfeita, ela somente funciona em uma direção.

"É como os personagens de baralho de Alice no País das Maravilhas. Se elas viram de lado você não consegue vê-las, mas são obviamente visíveis se você olhar de outra direção", diz Smith.

Aplicações possíveis

Os princípios de desenvolvimento que fazem o manto funcionar em micro-ondas seriam difíceis de conseguir com ondas de luz visíveis ao olho humano.

Mas as micro-ondas são importantes em muitas aplicações, principalmente para telecomunicações e radares, e versões melhoradas do manto poderiam melhorar consideravelmente o desempenho de micro-ondas.

"O manto que demonstramos em 2006 como uma forma de dispositivo de micro-ondas seria muito falho, mas este (novo) nos leva a algo que poderia ser potencialmente útil", diz Smith.

"Acho que é algo em que muitas pessoas podem avançar. Tudo neste campo deve levar ao que podemos fazer, o que podemos produzir. E acho que isto é um passo adiante no desenvolvimento", afirma.

Bibliografia:

A full-parameter unidirectional metamaterial cloak for microwaves
Nathan Landy, David R. Smith
Nature Materials
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat3476




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