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Materiais Avançados

Metamateriais criam ilusão de óptica de atravessar o espelho

Com informações da New Scientist - 30/12/2010

Metamateriais criam ilusão de óptica de atravessar o espelho
Em cima, em uma situação normal, a corrente elétrica atravessa o corredor. Embaixo, uma das paredes do corredor se comporta como um metamaterial e cria a ilusão de um espelho inclinado.
[Imagem: Physical Review Letters]

Uma casa dos espelhos, um brinquedo comum em parques de diversões, cria uma ilusão que faz as pessoas pensarem que uma parede é um corredor livre.

Mas o oposto também é possível, desde que você use metamateriais, os materiais sintéticos empregados nos experimentos de invisibilidade.

Atravessar o espelho

Cientistas chineses demonstraram que é possível criar uma ilusão de óptica que faz uma passagem livre e desimpedida ter a aparência de um espelho.

A brincadeira pode ficar muito mais interessante, já que não apenas as Alices, mas todas as suas amigas, poderão atravessar o espelho na parede.

A demonstração, feita em uma versão elétrica bidimensional de um sistema óptico, replica o índice de refração negativo de alguns metamateriais. Esta propriedade faz com que a luz que entra ou que sai do metamaterial refrate "para trás".

Ilusão do espelho

A mágica começa quando uma das paredes de um corredor é construída com o metamaterial.

Acender a luz nesse corredor ilumina as paredes, como seria de se esperar, mas, em vez de ricochetear pela parede de metamaterial e continuar em frente pelo corredor, a luz seria refratada na interface e entraria pelo metamaterial.

Lá dentro, a luz viaja diagonalmente para trás até atingir um espelho colocado em ângulo atrás do metamaterial. Ela é refletida de volta através do metamaterial e é mais uma vez refratada negativamente quando sai da parede e retorna para o corredor.

Consequentemente, ao reentrar no corredor, a luz viaja de volta para sua fonte original.

Um observador que esteja olhando para o corredor não teria como desconfiar desse comportamento incomum da luz. Ele simplesmente veria a si próprio aparentemente refletido em um espelho que estaria bloqueando o corredor em um ângulo - embora, na realidade, o espelho que reflete sua imagem está incorporado por trás do metamaterial que forma a parede do corredor.

Versão elétrica

Huanyang Chen e seus colegas da Universidade Suzhou, na China, demonstraram que essa ilusão funciona na prática.

Como é difícil fabricar os metamateriais adequados, os cientistas simularam sua ilusão de óptica usando um sistema elétrico formado por bobinas e capacitores.

Uma corrente alternada que passe através do circuito pode ser forçada a se comportar de forma muito parecida com a luz que estivesse viajando através de materiais com índice negativo de refração.

Em vez de viajar livremente pelo circuito, a corrente foi bloqueada na entrada da "passagem", exatamente como se espera que o sistema óptico real se comporte.

Agora é esperar que os cientistas sejam capazes de construir um experimento real para testar a mágica de atravessar pelo espelho.

Bibliografia:

Artigo: Experimental Realization of a Circuit-Based Broadband Illusion-Optics Analogue
Autores: Chao Li, Xiankun Meng, Xiao Liu, Fang Li, Guangyou Fang, Huanyang Chen, C. T. Chan
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 105, 233906 (2010)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.233906






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