Un nouveau dispositif à l’état solide peut démontrer les principes physiques des capes d’invisibilité sans équipement spécial ou sort magique
Qui parmi nous n’a pas voulu enfiler un bout de tissu chatoyant et disparaître instantanément de la vue? Malheureusement, nous autres, sommes liés par les lois de la physique, qui ont une façon de prévenir de telles évasions fantastiques.
Mais les capes d’invisibilité de la vie réelle existent, d’une certaine manière: les chercheurs ont conçu des systèmes qui courbent la lumière autour d’un objet, la soustrayant ainsi à la détection. Mais la plupart sont très petits et fonctionnent seulement sur de très petites longueurs d’onde, les rendant moins impressionnant à l’observateur moyen.
Aujourd’hui, un groupe de chercheurs de l’Institut de Technologie de Karlsruhe (KIT), en Allemagne, a développé une cape d’invisibilité portable qui peut être emmenée dans des salles de classe et utilisée pour des démonstrations. Elle ne peut pas cacher un être humain, mais elle peut faire disparaître de petits objets de la vue sans équipement spécialisé.
Les scientifiques qui espèrent détourner la lumière autour d’un objet pour la rendre invisible doivent trouver un moyen de compenser l’augmentation de la distance le long de laquelle la lumière doit maintenant voyager. Sur un voyage sur la route, vous pouvez résoudre ce problème en changeant de vitesse. Si vous aviez prévu de prendre la route panoramique défoncée directement depuis le col de la montagne, mais qui est fermée pour la saison, vous pourriez plutôt prendre l’autoroute à six voies qui contourne la montagne. La plus grande distance est compensée par la limite de vitesse supérieure.
Malheureusement, pour la lumière, c’est un peu plus difficile que pour une voiture. Parce que la relativité empêche la masse de voyager plus vite que la vitesse à vide de la lumière, il n’y a aucun moyen d’accélérer encore la lumière détournée dans le vide ou dans l’air.
Pour relever ce défi, l’équipe de KIT a construit son manteau à partir d’un matériau diffusant la lumière. En diffusant la lumière, le matériau ralentit la vitesse de propagation effective des ondes de lumière à travers le milieu. Alors, la lumière peut être accélérée de nouveau pour compenser la plus grande longueur que la lumière doit parcourir autour de l’objet caché.
Dans cette cape, l’objet à cacher est placé à l’intérieur d’un cylindre métallique creux recouvert de peinture acrylique, qui reflète la lumière diffuse. Le tube est encastré dans un bloc de polydiméthylsiloxane, un polymère organique couramment utilisé, dopé avec des nanoparticules de dioxyde de titane qui lui font diffuser la lumière.
« Notre cape tire profit de la vitesse de propagation efficace beaucoup plus faible dans les médias diffusant la lumière », a déclaré Robert Schittny, qui a dirigé le projet de recherche. « A mesure que nous ralentissons apparemment la lumière partout, l’accélérer à nouveau dans la cape pour rattraper le chemin plus long autour du noyau n’est pas un problème. »
Si le temps moyen qu’il faut à la lumière pour voyager à travers le bloc de polydiméthylsiloxane est juste dans la bonne proportion par rapport au temps moyen qu’il faut pour voyager à travers le manteau, le noyau va devenir invisible.
D’autre part, la cape à l’état complètement solide peut être facilement transportée dans des salles de classe.
« C’est une cape macroscopique que vous pouvez regarder avec vos yeux nus et tenir dans vos mains », souligne Robert Schittny. « Avec une assez forte lampe de poche dans une salle pas trop éclairée, il est très facile de démontrer la dissimulation. Cela signifie qu’il n’y a aucun besoin d’équipement de laboratoire multiple, ni de microscopes, ni d’aucun post-traitement des données de mesure. L’effet est juste là pour que tout le monde le voit »
http://www.kit.edu/kit/english/pi_2014_15233.php
