Sci-Fi & Tech: Invisibilidad - La refracción negativa

Este mes estrenamos una nueva sección: Metamateriales, en la que hablaremos sobre este nuevo tipo de materiales, la mayoría de ellos todavía en investigación y desarrollo. Los metatameriales son, grosso modo, materiales artificiales que presentan propiedades electromagnéticas inusuales que proceden de la estructura diseñada y no de su composición, pudiendo modelar parámetros globales de permisividad, permeabilidad, índice de refracción, etc.

Todos hemos oído hablar de la invisibilidad, esa propiedad "mágica" que hace que las cosas desaparezcan de la vista, como la capa de Harry Potter. Este extraño fenómeno, por extraño que parezca, podría dejar de ser magia y pura imaginación y pasar a ser una realidad gracias a la propiedad de refracción negativa de algunos metamateriales, permitiendo que las ondas electromagnéticas atraviesen el material curvándose, evitando cualquier interacción directa con él. Para entenderlo mejor explicaremos el fenómeno apoyándonos en una analogía.

Los materiales naturales están hechos de átomos, que se polarizan en presencia de campos electromagnéticos. Los dipolos así formados pueden modificar la velocidad de la luz por un factor "n" (el índice de refracción), razón por la que al introducir una pajita en un vaso transparente con agua parece estar partida. El anillo de alambre y los cables desempeñan el papel de dipolos atómicos: el cable actúa como un átomo ferroeléctrico, mientras que el anillo actúa como un inductor "L" y la sección abierta como un condensador "C". El anillo en su conjunto, por lo tanto, actúa como un circuito "LC". De esta manera, cuando el campo electromagnético pasa por el anillo se genera una corriente inducida que da lugar a un campo perpendicular al incidente. A la frecuencia de resonancia del anillo, el resultado equivale a una permeabilidad negativa, siendo así el índice de refracción también negativo.