Pendant des années, des auteurs de science-fiction et de fantasy ont imaginé des objets magiques - tels que la cape d'invisibilité de Harry Potter ou l'anneau de Bilbo Baggins - qui rendraient les gens et les choses invisibles. La semaine dernière, une équipe de scientifiques de l'Université du Texas à Austin a annoncé qu'elle était allée encore plus loin dans la réalisation de cet objectif. Utilisant une méthode appelée «masquage plasmonique», ils ont obscurci un objet tridimensionnel dans un espace libre.
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L'objet, un tube cylindrique d'environ 7 pouces de long, était «invisible» aux micro-ondes, plutôt que de la lumière visible. Vous ne pouvez donc pas entrer dans l'appareil expérimental sans voir l'objet. Mais la réalisation est néanmoins assez étonnante. Comprendre les principes de la dissimulation d'un objet aux micro-ondes pourrait théoriquement conduire à l'invisibilité réelle assez tôt. L'étude, publiée fin janvier dans le New Journal of Physics, va au-delà des expériences précédentes dans lesquelles des objets bidimensionnels étaient cachés à partir de différentes longueurs d'onde de la lumière.
Comment les scientifiques l'ont-ils fait? Dans des conditions normales, nous voyons des objets lorsque la lumière visible rebondit sur eux et dans nos yeux. Mais les «métamatériaux plasmoniques» uniques à partir desquels la cape a été confectionnée font quelque chose de différent: elles dispersent la lumière dans diverses directions. «Lorsque les champs dispersés de la cape et de l'objet interfèrent, ils s'annulent et l'effet global est la transparence et l'invisibilité sous tous les angles d'observation», a déclaré le professeur Andrea Alu, co-auteur de l'étude.
Pour tester le matériau de camouflage, l’équipe de recherche en a recouvert le tube cylindrique et soumis le dispositif à un rayonnement de micro-ondes. En raison de l'effet de diffusion du matériau plasmonique, la cartographie résultante des micro-ondes n'a pas révélé l'objet. D'autres expériences ont révélé que la forme de l'objet n'affectait pas l'efficacité du matériau et l'équipe estime qu'il est théoriquement possible de masquer plusieurs objets à la fois.
La prochaine étape consiste bien entendu à créer un matériau de camouflage capable d’obscurcir non seulement les micro-ondes, mais également les ondes lumineuses visibles - une cape d’invisibilité que nous pourrons peut-être porter au quotidien. Alu, cependant, affirme que l'utilisation de matériaux plasmoniques pour cacher des objets plus volumineux (comme, par exemple, un corps humain) est encore loin:
En principe, cette technique pourrait être utilisée pour masquer la lumière; en fait, certains matériaux plasmoniques sont naturellement disponibles aux fréquences optiques. Cependant, la taille des objets pouvant être masqués efficacement avec cette méthode s'adapte à la longueur d'onde de fonctionnement. Par conséquent, appliquée aux fréquences optiques, nous pourrons peut-être arrêter efficacement la diffusion d'objets de taille micrométrique.
En d'autres termes, si nous essayons de cacher quelque chose aux yeux de l'homme en utilisant cette méthode, il faudrait que ce soit minuscule: un micromètre correspond à un millième de millimètre. Pourtant, même cela pourrait être utile:
Le camouflage de petits objets peut être passionnant pour diverses applications. Par exemple, nous étudions actuellement l’application de ces concepts pour recouvrir une pointe de microscope à des fréquences optiques. Cela pourrait grandement profiter aux mesures biomédicales et optiques en champ proche.
En 2008, une équipe de Berkeley a développé un matériau ultra-fin pouvant potentiellement rendre les objets invisibles. Plus tôt cette année, un groupe de scientifiques de Cornell financé par la DARPA a été en mesure de masquer un événement réel de 40 picosecondes (40 trillions de seconde) en modifiant le débit de la lumière.
Les capes d'invisibilité sont peut-être encore dans des années, mais il semble que nous soyons entrés dans l'ère de l'invisibilité.
