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Invisibilità, istruzioni per l'uso

Alcuni ricercatori americani hanno realizzato il primo mantello dell'invisibilità in grado di funzionare nella luce visibile, basandosi sulla scoperta che risale a poco tempo fa dell'invisibilità nel campo delle microonde.

Plasmoni

Il mantello dell'inivisibilità, elemento fondamentale di ogni cartone animato o supereroe che si rispetti, potrebbe finalmente smettere si esistere solo nei libri o in televisione.

Un gruppo di fisici, negli Stati Uniti, ne ha creato un piccolissimo esemplare di un mantello che rende invisibili gli oggetti che riopre, che certo non potrà competere con i migliori trucchi di magia, ma è sicuramente in grado di far sparire, ricorrendo solo ed esclusivamente a proprietà fisiche e scientifiche dei materiali che lo compongono, oggetti molto piccoli e bidimensionali.

Le sue misure sono per ora decisamente ridotte, ha un diametro di soli 10 micrometri, impossibile vederlo ad occhio nudo, ed è in grado di deviare la luce attorno all'oggetto che ricopre.

L'effetto che sarebbe percepibile dall'occhio umano è proprio quello di invisibilità, poichè quello che osserveremmo sarebbe la luce che si muove non più lungo linee rette, ma lungo traiettorie sviate dalla presenza del mantello, generando così l'invisibilità dell'oggetto posto al suo interno.

Il nuovo mantello dell'invisibilità è stato construito da un gruppo di ricercatori diretti da Igor Smolyaninov dell'Università del Maryland, e fa ricorso ad alcune idee che erano già state proposte quando poco tempo fa venne realizzata da Vladimir Shalaev della Purdue University (in Indiana, Stati Uniti) la prima ipotesi a livello scientifico su come creare questo tipo di oggetto.

Non solo, la nuova scoperta arriva esattamente un anno dopo che un gruppo di fisici inglesi e americani aveva cercato di creare un mantello dell'invisibilità che funzionava però solo nel campo delle microonde dello spettro elettromagnetico.

Ai tempi di questa prima invenzione si riteneva che fosse molto complicato costruire un oggetto che fosse in grado di creare situazioni di invisibilità nel campo della luce visibile, a causa del fatto che in questa zona dello spettro le onde elettromagnetiche sono molto più corte.

"Alle frequenze della luce visibile, le onde si fanno molto piccole, e per questo le possibili proprietà che si possono sfruttare nei materiali esistenti sono limitate", spiega John Pendry, fisico e ricercatore all'Imperial College di Londra, e membro del gruppo di studiosi che aveva realizzato il mantello dell'invisibilità a microonde.

Per risolvere il problema, il gruppo di ricercatori capitanati da Igor Smolyaninov ha confinato la luce a due dimensioni. "Il nostro mantello non controlla la luce che vediamo direttamente", spiega  Ulf Leonhardt, fisico della University of St Andrews, in Inghilterra. "In realtà non si tratta esattamente del tipo di invisibilità che fa parte del nostro immaginario comune", aggiunge.

Il procedimento di realizzazione del mantello è piuttosto complicato (clicca qui per vederne un'immagine).

Il gruppo di ricercatori del Maryland ha iniettato luce di ciano polarizzata dentro a una superficie d'oro attraverso delle piccole fibre ottiche. Le onde di propagazione della luce si sono convertite così in plasmoni di superficie, che oscillano attraverso gli elettroni che la compongono, in due dimensioni.

Se si riuscisse a creare mantelli dell'invisibilità tridimensionali dovrebbero essere in grado di controllare le onde di luce sia a livello magnetico che elettronico, per riuscire a farli deviare attorno all'oggetto da nascondere. A livello bidimensionale, invece, i plasmoni sono molto più facili da governare.

Il mantello realizzato da Igor Smolyaninov e colleghi consiste quindi in alcuni anelli d'oro concentrici e bidimensionali, rivestiti di un tipo di plastica chiamato polymethyl methacrylate.

Sia l'oro che la plastica hanno differenti proprietà di rifrazione, e fanno in modo che il percorso dei plasmoni prenda curvature differenti.

Cambiando la quantità di oro e plastica presente nelle diverse parti del "mantello", i ricercatori possono controllare con buona precisione la direzione che prenderanno i plasmoni, e quindi farli passare attorno al mantello, seguendo la sua struttura sferica data dalla forma degli anelli d'oro.

L'effetto funziona più o meno come se si trattasse di una roccia che si trova dentro a una cascata d'acqua, e che ne cambia la direzione venendono però avvolta completamente.

Il mantello è però ancora da perfezionare. Il problema potrebbe essere il riflesso, lo stesso che ci permette di individuare la presenza di una parete di vetro trasparente quando ci si riflette qualcosa sopra. I ricercatori non hanno spiegato se il loro nuovo mantello trasparente ha un effetto riflettente della luce.

Secondo Ulf Leonhardt la scoperta potrebbe essere molto utile nei microchip dei computer. "Si potrebbero usare le stesse caratteristiche dei plasmoni per comunicare tra aree diverse dei microchip", spiega.

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