espejo perfecto

El MIT ha creado el primer espejo perfecto

Las propiedades del espejo perfecto permitirán avances importantes en el campo de las redes de fibra óptica, la energía solar o la tecnología láser.

La reflexión de cualquier tipo de onda sobre una superficie no es perfecta. Cuando la luz o una onda acústica golpea una superficie, ésta rebota con una cierta distorsión que varía con respecto a la original, bien por la absorción de la energía recibida, bien por la dispersión de la onda reflejada en diferentes direcciones fruto de las características de reflexión de la superficie. Ante el reto de poder obtener un material capaz de generar una reflexión perfecta, un grupo de investigadores del MIT ha creado el primer espejo perfecto con el cual se puede obtener una reflexión exactamente igual a la imagen original.

Los espejos convencionales basan su funcionamiento en el bloqueo del paso de la luz –el sonido o las ondas de radio– a través del medio para reflejar la totalidad de la luz recibida y crear el efecto de reflexión de objetos sobre su superficie. Evidentemente, esta reflexión no es perfecta, es decir, no se refleja el cien por cien de la luz recibida ni tampoco con el mismo ángulo de incidencia sobre el plano de su superficie. Aunque esta pequeña distorsión no sea perceptible para el ojo humano, en el caso de un láser viajando a través de un centenar de kilómetros de fibra óptica o una instalación de energía solar, estas distorsiones repercuten de forma importante en la eficiencia.

espejo perfecto

El espejo perfecto creado por los investigadores del grupo de fotónica del MIT y el grupo de electromagnetismo liderado por el científico Marin Soljačić, podría suponer importantes avances en las redes de fibra óptica, instalaciones de energía solar, tecnología láser o cualquier otra tecnología que implique el reflejo o la captura de luz.

La solución del espejo perfecto se obtuvo a partir del estudio del comportamiento de un cristal fotónico integrado por una oblea de silicio, con una capa nanoestructurada de nitruro de silicio microperforada a modo de celosía en su parte superior. La nanoescala de la celosía de perforaciones de la capa de nitruro de silicio sólo permite dar cabida a una sola onda de luz. De forma que, tal y como esperaban, la luz roja fue parcialmente absorbida por el cristal fotónico en la gran mayoría de ángulos de incidencia, pero con un ángulo de reflexión de 35 grados de la longitud de onda específica que permite la reflexión perfecta de la luz.

Durante los ensayos de laboratorio se demostró que cada fotón emitido por la fuente de luz roja fue recuperado exactamente con el mismo ángulo de incidencia sobre la superficie, sin absorción o dispersión. Ya en 1929, uno de los eruditos más notables de la historia, John von Neumann, teorizó sobre un fenómeno similar que nunca llegó a demostrarse de forma experimental, y que 84 años después se ha materializado con el espejo perfecto de los investigadores del MIT. Por otro lado, expertos en la materia como el profesor de la Universidad de Yale, A. Douglas Stone, destacan que la demostración práctica de esta nueva generación de espejos perfectos es muy significativa para el campo de la tecnología y los fenómenos de reflejo y captura de luz.

espejo perfecto

La aplicación más obvia del espejo perfecto del equipo del MIT se centra principalmente en la tecnología láser, pero la versatilidad de este hallazgo abre un abanico de aplicaciones prácticas en otros campos emergentes como la energía solar concentrada, es decir, un sistema para calentar agua mediante el uso de espejos o fabricar cocinas domésticas ecológicas que utilizan la luz solar como fuente de energía. Pero por otro lado, la tecnología de las redes de fibra óptica puede beneficiarse de este hallazgo para mejorar la eficiencia de la fibra óptica, utilizando cristales fotónicos para propagar la señal de la luz y proporcionar un mayor alcance y velocidad.

De la misma forma, según explica el responsable del proyecto, el uso de diferentes cristales fotónicos con diferentes patrones de perforaciones podría reflejar ondas con otro tipo de propiedades, con aplicaciones en el campo de la acústica y la radio. Mientras se exploran las posibilidades tecnológicas de la reflexión perfecta, seguiremos soñando con el reto de la invisibilidad perfecta.

Imágenes | vía Flickr –cwwycoff1– y wikipedia

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