Une cape d'invisibilité avec un interrupteur marche-arrêt

Les premières capes d'invisibilité sont apparues il y a une dizaine d'années. Depuis lors, la théorie derrière ces appareils et la technologie utilisée pour les mettre en œuvre se sont développées à un rythme époustouflant.

Nous avons cherché des moyens de fabriquer des capes optiques, des capes à assembler automatiquement et même examiné des « capes d'illusion » qui font ressembler une chose à une autre.

Aujourd'hui, Darran Milne et Natalia Korolkova de l'Université de St Andrews en Écosse esquissent une autre idée. Ces gars-là ont trouvé comment fabriquer une cape d'invisibilité optique que vous pouvez activer et désactiver.

Ce qui rend cela possible est un processus connu sous le nom de transparence induite électromagnétiquement - un phénomène dans lequel certains matériaux deviennent transparents lorsqu'ils sont zappés par la lumière de deux lasers soigneusement réglés.

Cela fonctionne pour les matériaux avec des atomes qui peuvent exister dans trois états électroniques différents - disons a, b et, le plus élevé, c. L'idée ici est que le premier faisceau laser est absorbé par le matériau car il excite les électrons de l'état a à l'état c. Le deuxième laser est également absorbé car il excite les électrons de l'état b à l'état c.

Si les fréquences des lasers sont proches les unes des autres, elles peuvent être réglées de manière à les faire interférer de manière destructive. Et lorsque cela se produit, leur capacité à exciter les électrons s'annule.

Lorsque cela se produit, les photons laser traversent soudainement le matériau sans entrave, parfois à des vitesses considérablement réduites (c'est ainsi que sont effectuées les expériences qui arrêtent la lumière).

Cet effet a plusieurs applications. Les physiciens l'ont récemment utilisé pour créer des lentilles induites électromagnétiquement dans lesquelles l'indice de réfraction d'un matériau est modifié de manière à focaliser la lumière.

De plus, d'autres physiciens ont montré comment le même effet pouvait être utilisé pour rendre l'indice de réfraction d'un matériau négatif.

Ce genre de manipulation de l'indice de réfraction est exactement ce qu'il faut pour une cape d'invisibilité car elle doit diriger la lumière autour d'un objet, donnant l'impression qu'elle n'est pas là.

Le problème, cependant, est que bien que tout cela soit possible en théorie avec une transparence induite électromagnétiquement, les changements extrêmes de l'indice de réfraction n'ont pas été possibles dans la pratique.

Maintenant, Milne et Korolkova ont trouvé comment le faire. Leur astuce consiste à utiliser des atomes qui peuvent exister dans cinq états électroniques au lieu de trois. Cela permet un contrôle supplémentaire sur l'indice de réfraction appelé couplage croisé magnéto-électrique.

L'essentiel est que cela permet à un champ magnétique externe de moduler le changement d'indice de réfraction. De ce fait, il est possible de diriger la lumière en plaçant le matériau dans un champ qui varie de la manière souhaitée.

Un tel matériau devrait être simple à fabriquer en dopant un cristal avec les atomes requis, disent Milne et Korolkova.

Même encore, le nouveau matériau aura des limites importantes. Par exemple, la manipulation de l'indice de réfraction n'est suffisante que pour une certaine classe spéciale de cape d'invisibilité appelée cape de tapis s. Ceux-ci ne masquent qu'un objet sur une surface, mais ils ne peuvent pas masquer un objet dans l'espace libre (du moins pas encore).

Le gros avantage de cette technique est de rendre les capes beaucoup plus simples à réaliser. Les manteaux conventionnels doivent être conçus à l'échelle nanométrique de manière à courber la lumière de la manière requise.

En revanche, une cape induite électromagnétiquement serait fabriquée comme tout autre matériau dopé et simplement placée dans un champ magnétique mis en forme de la manière requise. Ceci, bien sûr, peut être activé et désactivé en appuyant simplement sur un interrupteur.

La technique beaucoup plus simple de la transparence induite électromagnétiquement peut être utilisée pour obtenir un voile partiel à des fréquences optiques dans les vapeurs ou les solides atomiques, disent Milne et Korolkova, qui, en tant que théoriciens, doivent maintenant attendre que quelqu'un sache faire l'un des ces appareils. Une démonstration pratique serait une autre avancée intéressante dans la technologie du camouflage.

Nous n'avons pas encore vu d'applications commercialement viables pour le masquage, mais à ce rythme de développement, nous n'aurons pas à attendre plus longtemps.

Réf : arxiv.org/abs/1206.3944 : Masquage d'invisibilité induit électromagnétiquement

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