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`Capa da Invisibilidade` esconde peixes e gatos

Um arranjo de prismas de vidro desvia a luz de objetos mas continua aparente

Um arranjo de prismas de vidro desvia a luz ao redor do espaço dentro da capa
Por Philip Ball e revista Nature

Um peixe nada até um canto e desaparece, enquanto as plantas ao fundo continuam perfeitamente visíveis. Um gato sobe em uma caixa de vidro e desaparece, e novamente a cena atrás da caixa permanece visível através do vidro. A mais recente adição à ciência das capas de invisibilidade é uma das mais simples até o momento, mas não há como negar seu impacto marcante.

A ‘caixa da insibilidade’ foi projetada por uma equipe de pesquisadores conduzida por Hongsheng Chen, da Universidade Zhejiang em Hangzhou, na China, e seus colegas. A caixa é basicamente um conjunto de prismas feitos com vidro ótico de alta qualidade que curva a luz ao redor de qualquer objeto no local em que são fixados, descrevem os autores em um artigo postado no repositório online arXiv. 

Chen e seu colega Bing Zheng revelaram o princípio pela primeira vez no ano passado, com prismas organizados para formar um hexágono que poderia esconder objetos pequenos. Os pesquisadores agora usaram um hexágono semelhante, só que maior, de prismas posicionados em um aquário. Quando um peixe nada através do buraco central, ele desaparece enquanto as plantas atrás da capa continuam perfeitamente visíveis.

Uma segunda demonstração usa um arranjo quadrado de oito prismas com uma cavidade central grande o suficiente para um gato atravessar. Os pesquisadores projetam um filme através da capa, em uma tela atrás dela. Vistas de frente, partes do gato desaparecem quando ele senta na cavidade ou coloca a cabeça dentro dela, enquanto o cenário de fundo – um campo de flores, com uma borboleta voando entre elas – pode ser visto pelo vidro (ver vídeo em http://migre.me/f08dd).

Além de elas mesmas serem visíveis, essas capas só funcionam se observadas de certas direções. Um observador sofisticado também seria capaz de medir que diferentes raios de luz viajaram distâncias diferentes dentro do dispositivo.

Dessa forma, o truque é mais próximo dos ‘desaparecimentos’ produzidos em anfiteatros vitorianos usando arranjos de espelhos do que ao uso moderno de substâncias chamadas de ‘metamateriais’ para alcançar a invisibilidade ao guiar raios de luz de maneiras antinaturais. Esses materiais são feitos a partir de arranjos de componentes condutores de eletricidade que interagem com a luz para criar efeitos óticos exóticos como índices de refração negativos.

Em princípio, metamateriais podem criar camuflagens ‘perfeitas’ – que tornam a própria capa invisível, além de seus conteúdos. Mas metamateriais que funcionam nos comprimentos de onda da luz visível são muito difíceis de produzir.

O colega de trabalho de Chen, Baile Zhang da Universidade Tecnológica Nanyang em Cingapura, e também John Pendry do Imperial College London, e seus colegas mostraram que uma camuflagem parcial da luz visível de objetos macroscópicos pode ser conseguida com blocos de materiais transparentes como o cristal de calcita, em que a luz se propaga a velocidades diferentes, em direções diferentes.

 Essas capas parciais escondem objetos mas permanecem elas mesmas visíveis. “Todo mundo gostaria de ter uma capa que esconde objetos grandes, do mundo real, da luz visível, mas conseguir isso exige comprometer parte da teoria ideal”, explica Pendry.

Ele conta que Chen e seus colegas agora foram “mais longe que a maioria” ao abandonar qualquer preocupação em esconder as relações de fase na luz transmitida. “Como resultado, os autores podem relatar uma capa bem grande que opera na maior parte do espectro visível”.

Chen e seus colegas escrevem que essa simplificação é garantida para muitas aplicações, como segurança e vigilância, onde é possível esconder um observador em um compartimento de vidro que parece vazio.

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 11 de junho de 2013.