Immagina uno smartphone che rimane "nascosto" finché il suo proprietario non sussurra una passphrase. È un concetto fantastico, ma l'ultima funzionalità di sicurezza per smartphone potrebbe essere invisibile?
Se pensi che sembri folle, che ne dici di rendere invisibile un'auto o un'astronave? Ancora più folle, sta rapidamente diventando scienza invece che fantascienza. E questo perché non solo è stato dimostrato che è possibile all'interno delle leggi della fisica, ma scienziati e ricercatori ci stanno lavorando proprio ora.
Non è sempre stato così. Anche 10 anni fa, i dispositivi di occultamento erano ancora strettamente legati al regno della fantascienza e destinati a sfidare le leggi dell'ottica.
Ma nel 2006, scienziati nel Regno Unito e negli Stati Uniti hanno creato un incredibile nuovo materiale che sembrava fare proprio questo.
E questa settimana, i ricercatori dell'Università di Cambridge hanno annunciato la scoperta di una nuova tecnica (si apre in una nuova scheda) che un giorno potrebbe essere utilizzata per rendere invisibile qualsiasi cosa, da un iPhone a una stazione spaziale. .
Quindi quali tecniche potremmo usare per rendere invisibili gli oggetti e quando possiamo aspettarci uno smartphone invisibile?
“La chiave per qualsiasi effetto di 'invisibilità' è come la luce interagisce con un materiale. Quando la luce colpisce una superficie, viene assorbita o riflessa, permettendoci di vedere gli oggetti".
Il metodo più ovvio per rendere invisibile qualcosa è usare quello che viene spesso chiamato camuffamento ottico o attivo.
Fotografando il paesaggio dietro un oggetto e proiettando quell'immagine sulla sua parte anteriore, lo renderai parzialmente invisibile.
Questo era il concetto alla base dell'invisibile Aston Martin di James Bond in La morte può attendere. Ma mentre questo metodo può essere abbastanza efficace da una certa angolazione, ci sono ovvi punti deboli quando si tratta di visualizzare "l'oggetto invisibile" dalle posizioni. Tuttavia, la tecnologia trova ancora grandi usi pratici.
Ad esempio, puoi potenzialmente proiettare la vista da sotto un aereo sul pavimento della cabina di pilotaggio - si apre in una nuova scheda - in modo che un pilota possa avere un'idea migliore di dove si trova la pista. Allo stesso modo, puoi proiettare il terreno sotto un'auto sul cofano in modo che i conducenti fuoristrada possano navigare su terreni accidentati in modo più efficiente. L'idea dell'abitacolo trasparente potrebbe anche essere utilizzata per eliminare i punti ciechi nell'auto (si apre in una nuova scheda).
La tecnologia è già stata messa in pratica da aziende come Land Rover, che ad aprile ha presentato il suo concetto di imaging virtuale Transparent Bonnet. Le telecamere situate nella griglia del veicolo catturano i dati che vengono utilizzati per alimentare un display a comparsa, creando una vista del terreno attraverso il cofano e il vano motore.
È un modo realistico e promettente per vedere attraverso gli oggetti, ma quasi totalmente inutile per rendere invisibili cose come un iPhone. Per questo, avrai bisogno di una comprensione della meccanica quantistica e della capacità di manipolare i materiali su scala ridotta...
Se ci pensi, l'invisibilità non è poi così rara. Vi siete mai chiesti com'è l'aria? E il vetro o altri liquidi trasparenti?
Molte cose sono invisibili all'occhio umano e tutto dipende da come sono disposti i loro atomi. Molti gas e liquidi sono invisibili perché i loro atomi sono sufficientemente distanti da permettere alle lunghezze d'onda della luce visibile di attraversarli indisturbati.
L'acqua è visibile solo per il modo in cui piega e distorce la luce mentre la attraversa, ed è questa curvatura, o rifrazione, della luce che detiene la chiave dell'invisibilità. Tenere quel pensiero.
Se gli atomi detengono la chiave dell'invisibilità, ha senso che li manipoliamo in modi nuovi e innovativi. E abbiamo sviluppato per la prima volta la capacità di farlo nei primi anni 1980. Usando il microscopio a scansione tunnel, vincitore del Premio Nobel nel 1981, gli scienziati possono non solo scattare foto, ma anche manipolare singoli atomi. Nel 1990, questa tecnologia ha suscitato scalpore e ha raggiunto i media internazionali quando è stata utilizzata per scrivere "IBM" utilizzando 35 singoli atomi di xeno, un momento di svolta per la nanotecnologia.
Utilizzando questa tecnica, gli scienziati cercano di costruire materiali e persino macchine utilizzando singoli atomi come elementi costitutivi. Ed è la ricerca in quest'area che sembra dare i suoi frutti quando si parla di invisibilità.
Forse l'applicazione più promettente della nanotecnologia per l'invisibilità è la produzione di ciò che gli scienziati chiamano metamateriali.
Considerati proibiti dalle leggi dell'ottica fino a meno di un decennio fa, i metamateriali hanno proprietà che non si trovano da nessuna parte nel mondo naturale e hanno il potenziale per rendere un giorno gli oggetti completamente invisibili, anche a occhio nudo.
I metamateriali vengono realizzati riorganizzando gli elementi costitutivi di un materiale in sofisticati reticoli in modo che il suo indice di rifrazione complessivo (il grado in cui la luce si piega mentre lo attraversa) sia negativo anziché positivo. In questo modo, puoi potenzialmente piegare la luce attorno a un oggetto e dall'altra parte, una pietra angolare nella tua ricerca di un mantello dell'invisibilità.
Nel 2006, scienziati negli Stati Uniti e nel Regno Unito hanno creato un materiale fatto di rame e altri metalli in grado di piegare la luce attorno a un cilindro in modo tale da renderlo quasi completamente invisibile alle microonde. Questo straordinario esperimento ha dimostrato il concetto e ha dato il via a una nuova corsa alla costruzione di metamateriali in grado di manipolare diversi tipi di luce.
Nathan Myhrvold, ex CTO di Microsoft, ha affermato (opens new window) che i metamateriali “cambieranno completamente il modo in cui ci avviciniamo all'ottica ea quasi ogni aspetto dell'elettronica. [Loro] possono compiere imprese che sarebbero sembrate miracolose qualche decennio fa."
Quindi le leggi della fisica non vietano alla luce di piegarsi attorno a un oggetto, ma come si crea un materiale che possa rendere invisibile un iPhone?
I problemi derivano dal fatto che i cristalli all'interno dei metamateriali devono essere più piccoli della lunghezza d'onda della luce che stai cercando di deviare. Con una lunghezza d'onda di circa 3 cm, creare un materiale che interagisce con le microonde è abbastanza semplice. Tuttavia, per giocare allo stesso modo con la luce visibile, si parla di molte lunghezze d'onda diverse tra 380 e 800 nm, con un nanometro pari a un miliardesimo di metro, all'incirca la lunghezza di cinque atomi affiancati. Una bella sfida.
