Des chercheurs chinois fabriquent une cape d'invisibilité en 15 minutes

En ce qui concerne les capes d'invisibilité, l'un des problèmes les plus délicats est de savoir comment fabriquer les choses.

Les matériaux de choix sont connus sous le nom de métamatériaux qui sont créés en assemblant un motif répétitif de structures qui interagissent avec la lumière qu'ils sont conçus pour masquer. Ce type d'assemblage détaillé signifie que la fabrication de métamatériaux est un processus long et coûteux. De plus, les capes d'invisibilité qui en résultent ne sont jamais parfaites

Les physiciens ont donc commencé à se demander s'ils pouvaient faire aussi bien avec d'autres matériaux plus faciles et plus simples à fabriquer.

Leur approche est totalement différente des mathématiques théoriques utilisées par les physiciens et physiciens jusqu'à présent. Cette approche actuelle fonctionne en essayant de diriger les champs électromagnétiques autour d'un objet d'une manière qui le cache. Le matériel nécessaire doit être capable de reproduire ce genre de distorsion lumineuse dans la vraie vie.

La nouvelle approche consiste à créer un modèle informatique de la cape sous la forme d'un matériau conventionnel avec des propriétés de courbure de lumière fixes.

Le modèle simule la façon dont ce matériau conventionnel déforme la lumière lors de son passage. L'ordinateur modifie ensuite la forme et la topologie du matériau pour réduire cette distorsion.

En répétant ce processus plusieurs fois, il est possible de trouver une topologie qui minimise la distorsion de la lumière afin qu'elle reste plus ou moins inchangée au passage. Le résultat est une cape d'invisibilité ; pas parfait, mais qui peut tenir tête à beaucoup de ceux faits de métamatériaux.

Du moins, c'est la théorie. La soi-disant optimisation topologique n'a été qu'un clin d'œil aux yeux de quelques physiciens appliqués. Jusqu'à maintenant.

Aujourd'hui, Lu Lan de l'Université du Zhejiang en Chine et quelques amis ont en fait créé la première cape d'invisibilité conçue à l'aide de l'optimisation de la topologie. Ils l'ont sculpté dans du téflon et cela leur a pris 15 minutes à l'aide d'une machine de gravure contrôlée par ordinateur. Le processus de fabrication d'un échantillon est considérablement simplifié, disent-ils.

La cape d'invisibilité des paupières en téflon qui en résulte cache un disque cylindrique de métal de la taille d'un jeton de poker provenant des micro-ondes. Mais surtout, ses performances correspondent étroitement à la prédiction de la simulation informatique.

C'est important car cela apporte des capes d'invisibilité dans les domaines de la production de masse. Il n'y a aucune raison pour que les paupières en téflon ne puissent pas être imprimées ou moulées en masse.

De plus, Lu et co, il n'y a donc aucune raison pour que la même approche puisse fonctionner dans les longueurs d'onde optiques. Une telle configuration de masquage ne sera pas un gros problème à reproduire dans le spectre THz ou même optique, disent-ils.

Bien sûr, il y a des défis à relever. Lu et co veulent développer la technique pour créer des capes qui fonctionnent sur une gamme de fréquences et à une gamme d'angles. S'ils peuvent les fabriquer à moindre coût et facilement pour un coût mesuré en centimes, il n'y a aucune raison pour que les capes d'invisibilité ne deviennent bientôt des objets du quotidien.

Réf : arxiv.org/abs/1308.6049 : Démonstration expérimentale d'une cape électromagnétique unidirectionnelle conçue par optimisation de la topologie

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