Embora as abordagens variem, a maioria das técnicas de tecnologia de invisibilidade desvia a luz ao redor dos objetos para que eles não possam mais ser vistos. A tecnologia não é exatamente nova, mas está em fluxo mais ou menos constante, com as mais recentes inovações em design e aplicação de materiais ocorrendo com relativa frequência. No entanto, subsistem sérios desafios e grande parte do trabalho actualmente em curso diz respeito à procura de soluções para as actuais limitações da tecnologia. Esta lista revela dez das incríveis inovações em tecnologia de invisibilidade.
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10 Capa da Universidade de Rochester
O Rochester Cloak de Joseph Choi não torna os objetos completamente invisíveis, mas tem algumas vantagens sobre dispositivos mais sofisticados. Primeiro, é mais barato e mais prático. A capa Rochester usa quatro lentes acromáticas padrão com duas distâncias focais diferentes, que podem ser compradas em uma loja de ótica típica.
Juntas, as lentes estreitam um feixe de luz entre uma lente e a seguinte antes que o feixe se amplie novamente, preenchendo a lente seguinte. Como resultado, um formato de rosca é criado em torno do ponto focal mais estreito. Qualquer objeto ou objetos que ocupem o espaço ao redor do ponto central da lente tornam-se invisíveis. Um vídeo demonstrando a capa de Rochester em ação é realmente impressionante. [1]
9 Escudo de Invisibilidade
A maioria dos dispositivos de invisibilidade são caros, mas graças a uma campanha Kickstarter em abril de 2022, o Escudo de Invisibilidade custou aos compradores apenas cerca de US$ 65 por um tamanho pequeno (12,2 x 8,3 polegadas ou 31 x 21 centímetros). O escudo em tamanho real, medindo 37,4 x 25,6 polegadas (95 x 65 centímetros), custa US$ 389. Infelizmente, os escudos quase certamente já estarão esgotados. Contudo, como a campanha demonstrou, os dispositivos de invisibilidade não precisam de ser apenas para os poucos ricos; o escudo, se produzido em massa, deveria estar ao alcance da maioria das pessoas.
O dispositivo, fabricado pela Invisibility Shield Company, difunde a luz com um conjunto de lentes verticais, para que os observadores vejam o reflexo dos objetos à sua esquerda e à direita, em vez do que está diretamente à sua frente. O efeito pode parecer um pouco irregular, no entanto. Segundo a empresa, o melhor é utilizar o escudo em uma área com “fundo uniforme, como folhagem, areia, céu ou asfalto”, para que a visão do escudo corresponda ao entorno. [2]
8 Manto em Nanoescala
Inspirada por seu amor por Harry Potter e pela esgrima, um esporte no qual é possível cortar e cutucar o oponente, a estudante do noroeste Julia Abelsky, que se formou em matemática e estatística, desenvolveu sua capa de invisibilidade em nanoescala. De acordo com um artigo da Campus Life sobre o inventor, a capa de Abelsky é feita de “um copolímero dibloco que imita as propriedades refrativas incomuns do mineral calcita”.
Abelsky usa uma analogia para explicar como seu dispositivo encobre objetos. Ela imitou a maneira como a água flui ao redor de uma pedra em um rio, direcionando um fluxo de partículas de luz ao redor dos objetos. Como as partículas desviadas não atingem mais o objeto, elas não podem ricochetear ou refratar do objeto e atingir nossos olhos. Como resultado, não vemos o objeto; torna-se invisível para nós.
A invisibilidade tem múltiplas aplicações práticas, não só para os militares, mas também para radares, sensores de águas profundas, super lentes e, possivelmente, o desenvolvimento de “óculos de alta potência” que permitiriam às pessoas que actualmente são consideradas demasiado cegas ver. [3]
7 Demonstração básica de invisibilidade
Kelli Kinzig, gerente de Experiências Educacionais da exposição Universo de Super-Heróis da Marvel no Centro de Ciência e Indústria (COSI) em Columbus, Ohio, conversou com o meteorologista de uma estação de notícias local durante a demonstração de invisibilidade do COSI. Os equipamentos eram comuns e baratos: óleo vegetal, pinça, luvas de proteção, dois béqueres de vidro e um pequeno frasco de vidro, sendo os dois últimos itens transparentes.
Kinzig explicou que os objetos são visíveis devido à reflexão da luz (rebatendo de um objeto para o olho) e à refração (afastando-se de um objeto). Ao mergulhar o pequeno frasco em um béquer com óleo vegetal, ela tornou o béquer invisível, exceto pelas marcações que indicavam os níveis de volume. Em seguida, ela colocou o copo menor cheio de óleo vegetal em um copo maior cheio da mesma substância, e o copo menor também desapareceu, exceto pelas marcas.
Kinzig explicou que a capacidade combinada dos béqueres e do óleo vegetal para refratar a luz eliminou “a refração e o reflexo” e fez com que o objeto dentro dos béqueres parecesse desaparecer”. As marcas no frasco e no copo menor, permanecendo visíveis, deixavam claro aos observadores que a própria vidraria havia desaparecido – ou parecia ter desaparecido.
Embora a demonstração fosse de baixa tecnologia, ela empregou uma espécie de capa de invisibilidade. Ele exemplificou os princípios pelos quais funcionam capas de invisibilidade muito mais sofisticadas, ajudando os jovens visitantes da exposição a compreender a ciência da invisibilidade. [4]
6 Capa Furtiva Quântica
A Biotecnologia Hiperstealth do Canadá está indo além da camuflagem como meio de ocultar soldados no campo de batalha. Agora, a empresa está tornando não apenas tropas, mas também tanques, aeronaves e navios invisíveis usando um material patenteado “Quantum Stealth”.
Como a maioria das outras técnicas de tecnologia furtiva, esse processo funciona desviando a luz ao redor dos objetos, mas com a vantagem de não precisar de fonte de energia e ser fino como papel e barato. Uma capa de invisibilidade de banda larga funciona de forma tão eficaz com “luz ultravioleta, infravermelha ou infravermelha de ondas curtas”. Um vídeo demonstra a eficácia do produto. [5]
5 Capa de Invisibilidade Mais Fina
Quando se trata de invisibilidade, quanto mais fina a capa, melhor. O artigo de Nia Brown sobre uma capa feita de metamateriais explica o porquê. Esses materiais projetados são projetados para distorcer a percepção, mas também podem “interagir com vários tipos de radiação eletromagnética de uma forma que os materiais naturais não conseguem”. Como os materiais mais espessos são mais volumosos do que os objetos que pretendem ocultar e menos refletivos do que os mais finos, o objeto a ser escondido parece mais escuro do que o seu entorno, o que na verdade enfatiza a presença do objeto.
A “folha de camada única de cerâmica contendo Teflon” desenvolvida por engenheiros elétricos da Universidade da Califórnia, San Diego (USCD) faz com que tudo o que cobre pareça completamente plano e elimina o forte contraste de intensidade entre o objeto coberto e seu entorno, controlando assim reflexão da luz.
Como afirma Boubacar Kanté, professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Escola de Engenharia Jacobs da UCSD: “Usando essa tecnologia, podemos fazer mais do que tornar as coisas invisíveis. Podemos mudar a forma como as ondas de luz são refletidas à vontade.” No futuro, essa tecnologia provavelmente permitirá que os objetos fiquem completamente invisíveis. As indústrias de energia e comunicações ópticas tendem a considerar essa tecnologia de ponta indispensável. [6]
4 Capa de carpete invisível
A pesquisa sobre a invisibilidade tornou-se de âmbito internacional. Em Singapura, investigadores conseguiram esconder com sucesso um gato e um peixinho dourado em plena luz do dia. Como? Uma parede de vidro engana a luz, direcionando a iluminação para longe dos objetos a serem escondidos. Por trás da ilusão está o que seu inventor, Zhang Baile, professor assistente de física na Universidade Tecnológica de Nanyang, chama de “manto de tapete invisível” usando cristais de calcita que dobram a luz.
A capa de Baile não requer condições especiais. Funciona bem tanto no ar quanto na água e pode ser usado em larga escala. As paredes invisíveis têm limitações, no entanto. A capacidade da capa de tornar as coisas invisíveis funciona “apenas em seis direções” e é volumosa e difícil de mover. No entanto, o dispositivo tem aplicações potenciais tanto em gerenciamento térmico quanto em circuitos de fótons. Baile diz que continua empenhado em promover pesquisas inovadoras sobre invisibilidade, e Singapura, o Vale do Silício da Ásia, está investindo milhões nesse tipo de trabalho. [7]
3 Invisibilidade de Camuflagem Ativa
No passado, a camuflagem era uma tarefa passiva que envolvia o uso de uniformes concebidos para combinar com as características do terreno ou a cobertura de objetos grandes, como tanques, em material semelhante. Agora, existe material de camuflagem ativa que pode ocultar pessoal e equipamentos da detecção infravermelha ou visual. No entanto, até à data, apenas algumas experiências conseguiram ocultar eficazmente “objetos de comprimentos de onda precisos e de certos pontos de vista”.
A camuflagem ativa promete melhores resultados. Imitando a maneira como animais como lulas e camaleões alteram sua aparência para combinar com o ambiente, os objetos a serem escondidos parecem mudar sua aparência para combinar com o ambiente. Na realidade, as telas mostram aos observadores fotografias de objetos ou cenários do outro lado do objeto. Em vez de ver o objeto, o espectador vê o que a tela exibe em seu lugar.
Em princípio, esta técnica é eficaz, mas há muitos bugs a serem resolvidos. Isso inclui muitas câmeras necessárias para capturar a visão de 360 graus necessária para camuflar um objeto. Além disso, a qualidade das imagens obtidas pode ser degradada por limitações de resolução e distorções da lente. O equipamento é pesado e requer muita energia, e o atraso entre as transmissões de imagens das câmeras para as telas “também pode prejudicar o efeito quando o objeto ou seu entorno [está] em movimento”. Possivelmente, pesquisas adicionais, novos desenvolvimentos em fotografia e transmissão e equipamentos mais leves possam solucionar esses desafios. [8]
2 Capa do Tempo
A maioria das capas de invisibilidade funcionam melhor em objetos estacionários ou que exercem movimentos limitados. Não é assim com a capa do tempo da Universidade Cornell. Imagine que uma sequência de ação que dura uma fração de segundo foi inserida em um filme. Ao assistir ao filme, o espectador não vê o material inserido; é como se a sequência de ação fosse invisível para eles.
Pesquisadores da Universidade Cornell fizeram algo semelhante, exceto que, em vez de uma sequência de ação, usaram fibra óptica para dividir um feixe de luz em dois. Um se move mais rápido, o outro mais devagar, de modo que nenhum deles fica visível na “lente do tempo” criada por outros feixes que viajam através do cabo. Em vez de desviar a luz em torno de um objeto, como fazem outras capas de invisibilidade, a capa do tempo mascara um evento no tempo.
O seu trabalho baseia-se na ideia de Martin McCall, professor de óptica teórica no Imperial College de Londres, de que um evento poderia estar escondido no tempo. O físico do City College de Nova York, Michio Kaku, especializado em física da ficção científica, disse que a ciência de seus colegas de Cornell é legítima. Ainda assim, o período de tempo que o objeto fica mascarado pelo tempo é tão infinitesimalmente mínimo que há um longo caminho a percorrer antes de termos a verdadeira invisibilidade, como se vê na ficção científica. Questões práticas também impedem o desenvolvimento. Por exemplo, seria necessária uma máquina com cerca de 29.993 quilómetros de comprimento para “fazer a capa durar um segundo inteiro”. E isto ainda não é suficientemente longo para tornar prática a invisibilidade de um objecto como meio de camuflagem.
Ainda assim, a tecnologia poderia ter outro uso prático, embora tal aplicação pudesse ser uma espécie de faca de dois gumes. Alexander Gaeta, diretor da Escola de Física Aplicada e Engenharia de Cornell, e Moti Fridman, pesquisador de física em Cornell, concordaram que tal tecnologia poderia ser usada para adicionar “um pacote de informações a dados de alta velocidade invisíveis, sem interromper o fluxo de informações. ” Mas, como fridman salientou, tal processo também pode sujeitar os dados a vírus informáticos. [9]
1 Dispositivos metamateriais
Não apenas objetos grandes, como paredes de vidro e vastos sistemas de câmeras e telas, podem desviar a luz. Dispositivos microscópicos usam metamateriais, materiais especialmente estruturados com superfícies pontilhadas com buracos menores que a largura das ondas de luz visíveis. Esses materiais também são capazes de transportar suavemente “raios de luz ao seu redor”. Os metamateriais podem produzir efeitos aparentemente mágicos, concorda o físico Ulf Leonhardt, da Universidade de St. Andrew, na Escócia.
Descobriu-se que testes de uma rede de pesca prototípica feita de nanofios de prata, cada um cerca de 10.000 vezes mais fino que um fio de cabelo humano, curvam “a luz vermelha de todos os ângulos centenas de vezes mais eficazmente” do que em tentativas anteriores. Um segundo dispositivo desse tipo, baseado em 21 grades empilhadas de fluoreto de prata e magnésio de tamanhos igualmente pequenos, distorceu a luz infravermelha.
Estas descobertas indicam aplicações promissoras desta tecnologia de curvatura de luz, que não só poderia produzir efeitos de invisibilidade, mas também melhorar o funcionamento da câmara ao “proteger as lentes de frequências de luz indesejadas” e melhorar as comunicações de telemóvel e rádio, tornando as antenas invisíveis a ondas electromagnéticas ruidosas. O único desafio? Produção em massa de materiais em larga escala. [10]
