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La nueva capa de invisibilidad combina metamateriales y dispositivos electrónicos sofisticados para ser más delgada, liviana e invisible.

Términos de Uso.

Un investigador de la Universidad de Texas en Austin ha ideado una capa de invisibilidad que podría funcionar en una amplia gama de frecuencias, incluidas la luz visible y las microondas. Esta es una actualización significativa de las capas de invisibilidad actuales que solo ocultan una frecuencia muy específica, por ejemplo, unos pocos hercios en la banda de microondas, y, lo que es más importante, en realidad hacen objetos ocultos. más visible a otras frecuencias. La capa de UT Austin lograría este objetivo siendo activa y alimentada eléctricamente, en lugar de tonta y pasiva como las capas de invisibilidad existentes.

Metamaterial resonador de anillo partido

Así es como se ve un metamaterial

Como probablemente sepa, en los últimos años se han realizado muchas investigaciones sobre las capas de invisibilidad. Estas capas se basan principalmente en metamateriales: materiales especiales hechos por el hombre que doblan la radiación de formas que técnicamente no deberían ser posibles, lo que permite dispositivos de camuflaje que desvían la radiación alrededor de un objeto, ocultándolo de la vista. (Echa un vistazo a nuestra historia destacada, El maravilloso mundo de los materiales maravillosos). El problema con estas capas es que los metamateriales están sintonizados en una frecuencia muy específica, por lo que, mientras esa frecuencia específica (digamos, una banda delgada de microondas) pasa alrededor del objeto , cada otra frecuencia se dispersa fuera de la capa. En un hermoso giro de ironía, la mayoría de las capas de invisibilidad crean más luz dispersa, haciendo que el objeto encapuchado se destaque más que si estuviera parado allí sin disfraz.

Según Andrea Alù de UT Austin, este es un problema fundamental de las capas de invisibilidad pasiva, y la única forma de evitarlo es usar capas fabricadas con materiales activos y eléctricamente activos. Podría cambiar en el futuro con metamateriales pasivos más avanzados, pero por ahora los diseños activos son el camino a seguir. Actualmente, varios grupos están llevando a cabo investigaciones sobre las capas de invisibilidad activa, pero aún no se ha construido ninguna.

Un gráfico que muestra la invisibilidad de banda ancha de un manto activo.

Un gráfico que muestra la invisibilidad de banda ancha de un manto activo. Observe cómo la capa pasiva (azul) es en realidad más visible que un objeto sin capa.

El diseño propuesto por Alù consiste en una base de metamaterial convencional, pero con convertidores de impedancia negativa (NIC) CMOS colocados en la esquina de cada cuadrado de metamaterial (imagen superior). Una NIC es un componente electrónico interesante que agrega resistencia negativa a un circuito, inyectando energía en lugar de consumirla. Las NIC no se utilizan mucho, ya que no estamos completamente seguros de cómo utilizarlas. Alù parece proponer que al intercalar NIC (que deben estar alimentados) con el metamaterial, se pueden encubrir múltiples frecuencias. En la imagen de arriba, puede ver una capa de metamaterial estándar (azul), frente a la capa de metamaterial y NIC de Alù (verde). El manto propuesto por Alù es invisible en un amplio rango de frecuencias, mientras que un manto pasivo estándar solo es invisible para un rango pequeño, y más visible que los dispositivos sin camuflaje en otros rangos.

A partir de nuestra propia experiencia al escribir sobre capas de invisibilidad en ExtremeTech, tendríamos que estar de acuerdo en que los diseños activos tienen más sentido. Donde las capas pasivas han sido increíblemente voluminosas y no tan efectivas, una capa activa puede ser más delgada, más flexible y capaz de ocultar una gama mucho más amplia de frecuencias. Dado nuestro dominio de CMOS y las cosas completamente locas que podemos hacer con los chips de computadora, parece temerario no perseguir capas de invisibilidad electrónica activa.

En retrospectiva, tal vez este sea el enfoque que está usando el fanático del camuflaje canadiense para lograr su tecnología Quantum Stealth. Pero lo dudo de alguna manera.

Ahora lea: La capa de invisibilidad hecha de simples espejos puede detener el tiempo indefinidamente

Trabajos de investigación: 10.1103 / PhysRevX.3.041005 – «¿Realmente los objetos encubiertos se dispersan menos?» [Free PDF] Y arXiv: 1306.5835 – «Ampliación del ancho de banda de las capas de metamateriales con metauperficies no Foster»