Logran hacer invisibles objetos moldeando la luz

¿Cómo lo han conseguido? Un equipo de investigadores de la Universidad de Utrecht y TU Wien (Viena) ha creado unas ondas de luz especiales con la capacidad de penetrar objetos -incluso los opacos- y hacerlos prácticamente invisibles a nuestros ojos.

Como si no estuvieran ahí

¿Sabes por qué un terrón de azúcar no es transparente, por ejemplo? Porque la luz que penetra en él se dispersa, altera y desvía de una forma muy complicada. Sin embargo, estos investigadores han probado que existe una clase de ondas de luz muy especiales para las que esto no se aplica: es posible construir haces de luz hechos a medida que prácticamente no se modifican con este medio, sino que solo se atenúan. El haz de luz penetra en el objeto y llega un patrón de luz al otro lado que tiene la misma forma como si el objeto ni siquiera estuviera allí.

¿Te sigue sonando a ciencia ficción? Se trata de los denominados "modos de luz invariantes en dispersión". Ya hemos visto que la luz normalmente no puede penetrar ciertos materiales, o solo en una extensión limitada, porque la luz se dispersa, se altera y se desvía, pero gracias a estas ondas de luz los objetos opacos se vuelven transparentes, lo que significa que para cualquier objeto se podrían crear haces de luz a medida que resultarían en esta creación de objetos sólidos 'invisibles'.

Creando objetos sólidos 'invisibles'

Así como las ondas en la superficie del agua podrían adoptar un sinfín de formas distintas, las ondas de luz también podrían tener un número infinito de formas diferentes, dicen los científicos. “Cada uno de estos patrones de ondas de luz cambia y se desvía de una manera muy específica cuando se envía a través de un medio desordenado”, explica el profesor Stefan Rotter del Instituto de Física Teórica de la Universidad Tecnológica de Viena, quien está trabajando con su equipo en métodos matemáticos para describir tales efectos de dispersión de luz.

“Como medio de dispersión de la luz, utilizamos una capa de óxido de zinc, un polvo blanco opaco de nanopartículas dispuestas completamente al azar”, explica Allard Mosk, director del grupo de investigación experimental. “En el experimento, vemos que el óxido de zinc en realidad no cambia la forma de estas ondas de luz en absoluto, simplemente se debilitan un poco en general”, continúa el experto.

Aplicaciones

¿Para qué podrían usarse estas ondas de luz especiales? Este método de encontrar patrones de luz que penetren en un objeto también podría usarse para procedimientos de imágenes.

"En los hospitales, los rayos X se utilizan para mirar dentro del cuerpo; tienen una longitud de onda más corta y, por lo tanto, pueden penetrar nuestra piel. Pero la forma en que una onda de luz penetra en un objeto depende no solo de la longitud de onda, sino también de la forma de onda", aclara Matthias Kühmayer. "Si deseas enfocar la luz dentro de un objeto en ciertos puntos, entonces nuestro método abre posibilidades completamente nuevas. Pudimos demostrar que usando nuestro enfoque, la distribución de la luz dentro de la capa de óxido de zinc también se puede controlar específicamente". Esto podría ser interesante para experimentos biológicos, por ejemplo, en los que desee introducir luz en puntos muy específicos para observar el interior de las células.

¿Luz en vez de rayos X? Es una posibilidad que podría revolucionar ciertos procedimientos en el futuro. Queda un largo camino por recorrer, pero el horizonte se presenta muy interesante.

Referencia: Scattering invariant modes of light in complex media. Pritam Pai et al. Nature Photonics (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41566-021-00789-9