La cape d'invisibilité cache les objets visibles à l'œil nu

Les pouces de colonne consacrés aux capes d'invisibilité ne manquent pas depuis que les ingénieurs ont construit la première en 2006. C'était un appareil impressionnant, mais il comportait des limitations importantes, notamment le fait qu'il ne fonctionnait que pour une seule fréquence de micro-ondes.

L'une des plus grandes questions sur lesquelles les physiciens se sont posés depuis lors est de savoir s'il est possible de construire des dispositifs similaires qui fonctionnent sur la gamme de fréquences visibles à l'œil humain. L'année dernière, quelques groupes ont annoncé une solution à ce problème sous la forme de « capes de tapis » qui recouvrent un objet, masquant sa présence sur une gamme de fréquences optiques.

Encore une fois, ce sont des exploits impressionnants mais avec quelques limites. Ces manteaux sont faits de microstructures de silicium finement sculptées et étaient donc coûteux à construire. Et ils ne peuvent cacher que des objets mesurant jusqu'à quelques micromètres, pas beaucoup plus gros que la longueur d'onde de la lumière elle-même.

Aujourd'hui, Baile Zhang du Massachusetts Institute of Technology de Cambridge et quelques amis ont fait beaucoup mieux. Ils ont construit une cape de tapis capable de cacher des objets de l'ordre du millimètre sur une large gamme de fréquences visibles du rouge au bleu.

Plus impressionnant que cela, ils ont construit cette cape en calcite, un matériau optique ordinaire et relativement bon marché, en utilisant des techniques conventionnelles de fabrication de lentilles optiques. Cela rend la cape bon marché et facile à construire.

Les capes de tapis reposent sur une surface recouvrant l'objet à cacher. Leur astuce consiste à donner l'impression que la lumière se réfléchit sur cette surface, cachant ainsi tout objet qu'ils recouvrent.

Jusqu'à présent, cela n'a été fait qu'en utilisant des structures artificiellement modifiées qui dirigent la lumière de manière spécialement conçue. Ce soi-disant métamatériau est une sorte de substance miracle qui fait actuellement l'objet d'une grande attention.

Cependant, Zhang et ses collègues ont réalisé qu'il existe des matériaux naturels qui peuvent faire la même chose. La calcite est l'un d'entre eux. Il est inhabituel car ses propriétés optiques dépendent de la direction dans laquelle la lumière le traverse.

En exploitant soigneusement cette propriété, ils ont pu créer un bloc de calcite (en fait deux blocs de calcite) qui agit comme un manteau de tapis. Ils l'ont même démontré en cachant une cale d'acier de 38 mm de long et 2 mm de haut. Zhang et ses collègues disent que c'est la première fois qu'un objet visible est masqué. C'est impressionnant.

Leur cape a bien sûr ses limites. Le principal est qu'il ne fonctionne que dans un seul plan 2D, donc l'objet n'est caché qu'à ceux qui regardent depuis une certaine direction.

Une autre est qu'il ne fonctionne qu'avec de la lumière polarisée. Mais ce n'est pas aussi limitatif que cela puisse paraître à première vue. L'eau a tendance à polariser la lumière, il semble donc raisonnable de penser que la cape devrait bien fonctionner sous l'eau.

Il n'y a pas si longtemps, certains physiciens disaient que les capes d'invisibilité optique seraient toujours impossibles (car les métamatériaux ont tendance à absorber la lumière visible plus rapidement qu'ils ne peuvent la transmettre).

Cela s'est avéré être peu préoccupant et les capes d'invisibilité s'améliorent de mieux en mieux. En fait, il est difficile de penser à une technologie qui a progressé jusqu'ici, si rapidement.

Réf : arxiv.org/abs/1012.2238 : Cape invisible macroscopique pour la lumière visible

cacher