Mantello dell’invisibilità: Superato il problema della velocità della luce, da uno studente universitario

Uno studente universitario ha superato un ostacolo importante nello sviluppo dei mantelli dell’invisibilità con l’aggiunta di un dispositivo ottico nei loro design che non solo rimane invisibile in sé, ma ha anche la capacità di rallentare la luce.

Il dispositivo ottico, noto come ‘sfera invisibile’, rallenterebbe tutta la luce diretta verso un potenziale mantello, il che significa che i raggi di luce non avrebbero bisogno di essere accelerati a grande velocità attorno agli oggetti occultati – un requisito che ha limitato la ricerca sui mantelli dell’invisibilità unicamente ad una regione dello spettro del visibile.

Questa nuova ricerca, pubblicata il 9 agosto, presso l’Istituto di Fisica e dal New Journal of Physics della German Physical Society, potrebbe fornire la possibilità di costruire potenzialmente un mantello dell’invisibilità che permetterebbe all’utilizzatore i muoversi in svariati contesti ambientali.

Sotto la guida del professor Ulf Leonhardt, Janos Perczel, originario dell’Ungheria e grazie alla lettura di Logic, Philosophy of Science and Physics presso l’Università di St Andrews, ha riconosciuto l’enorme potenziale della sfera invisibile.

L’approccio comune nella progettazione di un mantello dell’invisibilità aveva come base la deflessione della luce – utilizzando materiali altamente specifici – intorno ad un oggetto che si voleva nascondere, impedendo così alla luce di colpire l’oggetto e rivelando la sua presenza all’occhio dell’osservatore.

Quando la luce viene piegata e avvolge l’oggetto, assomiglia all’acqua che copre una roccia seduta sul letto di un fiume e prosegue il suo percorso facendo sembrare che non via sia nulla sotto di essa.

La luce, tuttavia, può solo essere accelerata ad una velocità maggiore di quanto avrebbe viaggiato nello spazio, a determinate condizioni, e questo limita il lavoro sui mantelli dell’invisibilità ad una parte limitata dello spettro – essenzialmente ad un solo colore.

Perchè concretamente il “vecchio” principio del mantello invisibile funzioni, bisognerebbe stare costantemente in tuta mimetica, ma, al momento in cui ci si inizia a muovere il paesaggio inizierebbe a distorcersi, rivelando la persona sotto il mantello.

Rallentando tutta la luce con una sfera invisibile, non c’è bisogno di accellerarla a velocità così elevate potendo quindi lavorare in tutte le parti dello spettro del visibile.

Perczel afferma: “iniziai a lavorare sul problema della propagazione superluminale come studente estivo del professor Leonhardt, con una sovvenzione dell’EPSRC. Una volta che l’idea affiorò, lavorai per più di otto mesi per superare le barriere tecniche e per rendere praticabile la proposta”.

Un portavoce dell’Istituto di Fisica ha affermato: “Questo nuovo sviluppo apre ulteriori possibilità per la progettazione di un mantello dell’invisibilità – superare il problema della velocità della luce, è molto impressionante, sapendo anche che questo significativo progresso è stato raggiunto da uno studente non graduato. ”

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Il “mantello dell’invisibilità” diviene realtà

Gli scienziati hanno fatto un passo avanti verso la creazione di un dispositivo di occultamento (viene in mente Star Trek)
dopo aver fatto scomparire un oggetto visibile per la prima volta nella storia.

In passato i ricercatori erano stati in grado di “occultare” solamente oggetti microscopici con dei processi fisici estremamente complicati e con i cosiddetti meta-materiali che vengono prodotti su piccolissima scala.
Un nuovo studio dell’Università di Birmingham, però, ha fatto un passo enorme in avanti rendendo invisibile una graffetta – cioè un oggetto migliaia di volte più grande degli esperimenti precedenti. La ricerca ha dato esito positivo grazie a dei naturali cristalli di calcite, che hanno una straordinaria capacità di piegare la luce.
Utilizzando questi cristalli su un oggetto essi fanno “rimbalzare” la luce intorno ad esso rendendolo totalmente invisibile a occhio nudo.

Il Dr Zhang Shuang, un fisico e capo ricercatore presso l’Università di Birmingham, ha dichiarato:”Questo è un enorme passo avanti,per la prima volta, l’area “occultata” è abbastanza grande da essere visibile ad occhio nudo”

“Utilizzando i cristalli naturali per la prima volta, piuttosto che dei meta materiali artificiali, siamo stati in grado di aumentare le dimensioni dell’occultamento e perciò nascondere oggetti di grandi dimensioni, migliaia di volte più grandi della lunghezza dell’onda della luce. ”
La nuova tecnica è limitata solo dalla dimensione dei cristalli. I cristalli di calcite possono essere lunghi fino a 6,4 metri misura sufficiente per essere utilizzati su una vettura o su un veicolo militare.
Può anche essere possibile produrre cristalli con qualità simili.
Il Dr Zhang continua: “Gli occultamenti precedenti sono riusciti a livello di micron – molto più piccoli dello spessore di un capello umano utilizzando materiali artificiali.”
“Noi crediamo che utilizzando la calcite, possiamo iniziare a sviluppare l’occultamento a dimensioni significative, il che apre la strade a future applicazioni per i dispositivi di occultamento”.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature Communications.

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