la invisibilitat és possible?

Published on August 31st, 2015

Invisibilitat_LCATM

Des de La ciència al teu món ens complau presentar-vos una entrevista que el nostre col·laborador, Roger Tarrés, efectuà al Doctor Àlvar Sánchez, professor i investigador de la Universitat Autònoma de Barcelona, al mes de maig. Parlarem, en aquesta entrevista, d’invisibilitat tant d’una manera científica com fantàstica.

El Dr. Sánchez és un físic que va néixer a Castellar del Vallès. Cursà la carrera i el doctorat a la UAB, seguidament dugué a terme estades de recerca a Suècia i als Estats Units fins que tornà a la UAB per impartir docència, així com també investigació; sempre sobre temes relacionats amb els superconductors (materials que tenen la capacitat de conduir el corrent elèctric sense resitència ni pèrdua d’energia en certes condicions). Actualment és catedràtic del Departament de Física de l’àrea de Física aplicada de la UAB i també té relacions amb l’ICREA. Ha treballat amb superconductivitat, magnetisme, nanotecnologia i metamaterials (materials inexistents que es creen artificalment). L’hem entrevistat pels seus estudis sobre la invisibilitat, que han obtingut ressò mundial. Sense més preàmbuls, comencem l’entrevista

Què és la invisibilitat?

La invisibilitat és el fenomen que es veu, bastant sovint, al cinema: el fet que una persona no pugui veure a en Harry Potter perquè porta la seva capa o, a la trilogia del Senyor dels Anells, l’anell d’en Frodo. De totes maneres, també és present des de fa mil·lenis! Hi ha el mite greg de Perseu en el qual el botxí de Medusa, amb l’elm d’Hades, era invisible. També hi ha invisibilitat en els llibres, amb l’Home Invisible d’H. G. Wells.

Doctor Àlvar Sánchez

Doctor Àlvar Sánchez

Ara bé, per parlar d’invisibilitat d’una manera més tècnica hem de saber abans què és la visibilitat. Veiem les coses perquè hi ha una font de llum (el Sol, una bombeta, la llum de la televisió…) que il·lumina i aquesta llum es dirigeix a un objecte que reflecteix la llum, al seu torn aquest reflex va a parar als nostre ulls; al mateix temps, també hem de tenir present l’existència d’ombres. Si volem fer un objecte invisible, doncs, hem d’aconseguir que no tingui cap reflexió ni cap ombra.

I en quin estat es troba la relació entre ciència i invisibilitat?

S’ha avançat molt des dels anys 2006-2007 amb John Pendry i altres bons científics que confeccionaren un teoria matemàtica que permetia tractar els camps electromagnètics (la llum) amb noves tècniques que podien deformar l’espai en el qual la llum es propagava. Què vol dir això? Que si tenim un objecte que aconsegueixi ser rodejat per la llum (com l’aigua que rodeja una pedra) no el podrem veure, veurem el que hi hagi darrere seu.

Per aconseguir la invisibilitat teoritzada es precisa d’uns materials amb unes característiques molt concretes. El fet que els materials desviïn la llum no és cap misteri (una lupa ho fa, per exemple). Hi ha un problema: els materials que la teoria demana no existeixen, encara; tot i que s’avança dia rere dia.

I, en aquest món, com hi entra Àlvar Sánchez i el seu grup?

Nosaltres treballàvem amb superconductors, que no té res a veure amb la invisibilitat, però ens agrada explorar temes diferents i estem al dia de les coses que surten. Vam veure que la gent proposava fer servir superconductors per crear aquests metamaterials i citaren els nostres treballs i vam decidir posar-nos en aquest món. Nosaltres venim del camp magnètic i ens vam plantejar si era possible fer una capa d’invisibilitat (o cilindre, en el nostre cas) pel camp magnètic [Això no vol dir invisible als nostres ulls. La llum està formada pel camp magnètic i el camp elèctric, per tant implica que l’objecte que es trobi dins el cilindre no podrà ser “vist” per un detector de camp magnètic, més endavant posarem exemples].

cilindrePrimerament nosaltres vam proposar la recepta teòrica de com fer-ho i ens pensàvem que trigarien molts anys abans que es tinguessin els metamaterials adeqüats però amb menys d’un any des de Harvard van fer experimentalment una cosa semblant al que nosaltres havíem teoritzat! En paral·lel, vam veure que hi havia una situació en la qual es podria trobar una solució molt més senzilla i en col·laboració amb un grup de l’Acadèmia de Ciències d’Eslovàquia vam acabar publicant a Science un article sobre un cilindre experimental (superconductor d’alta temperatura que es pot refrigerar amb nitrogen líquid i recobert d’un aliatge de ferro, níquel i crom) que feia que tot el que s’hi posés dins fos invisible al camp magnètic.

Per tant, la invisibilitat és possible?

Depèn. De moment, nosaltres “només” podem cancel·lar un camp magnètic uniforme o, dit en altres paraules, podem fer que tu no sàpigues si hi ha un imant o no dins el nostre cilindre. La invisibilitat de la llum encara no s’ha aconseguit.

Quines implicacions té aquest descobriment?

Implica més coses del que la gent es pensa, per exemple: gran part de l’energia que es genera al món s’obté gràcies al camp magnètic de les turbines, la gran majoria de la informació (dropbox, google, etc) del món es troba en format magnètic; aleshores, controlar el magnetisme és molt important i amb aquests estudis aprenem a fer-ho. I, com a aplicacions, el cilindre pot convertir-se en una aplicació mèdica, m’explico: avui en dia si tens un marcapassos o implant metàl·lic no et deixen entrar a fer una ressonància magnètica nuclear perquè el camp magnètic de l’aparell de la ressonància pot afectar al marcapassos; però amb la nostra “capa d’invisibilitat” podem protegir el marcapassos sense distorsionar la imatge ja que el camp magnètic que hi hagi dins el cilindre serà invisible!

Tot el que expliques és apassionant. A veure si en un futur proper podem veure aplicacions d’aquest descobriment! Com que bona part del públic és jove m’agradaria abusar del teu temps per tal que expliquessis què és i com funciona un grup de recerca.

Fonamentalment, un grup de recerca és un equip de treball, almenys el nostre. És una barreja del treball individual (sols, pensant) i treball en comú amb els altres membres del grup. Vull deixar una cosa molt clara: sense el grup de recerca que he tingut no hagués o, més ben dit, no haguéssim aconseguit aquests bons resultats. És tant mèrit meu com dels altres membres del grup.

Pel que fa al grup, està format per mi mateix, el Dr. Carles Navau (professor associat de la UAB), la Dra. Núria del Valle (també professora associada) i Jordi Prat (estudiant de doctorat molt brillant) i altres estudiants.

En definir, al començament, la invisibilitat has parlat de la invisibilitat com ens la presenten a la ficció: creus que és possible, per exemple, la capa d’invisibilitat de Harry Potter?

No ho sé i crec que tampoc ens hem d’agobiar molt per aquest tema ja que, si vas a veure un bon mag, et fa desaparèixer qualsevol cosa. De moment, tenim invisibilitat a l’estil Harry Potter mitjançant un sistema de miralls; ara bé, total no hi és. De totes maneres, per nosaltres, aquest no és un objectiu prioritari ja que l’objectiu principal i cabdal és avançar en el coneixement. Si la invisibilitat ve en el camí perfecte, si no hi ve… mala sort.

Barra lliure.

M’agradaria animar a la gent que participi en llocs web d’aquest estil. La ciència és, per a mi, apassionant i convido al jovent que llegeixi aquestes coses amb rigor, que les constrasti i s’ho passi bé aprenent ja que estem rodejats de tecnologia i som bastant analfabets en aquest sentit. La gent no sap, per exemple, que les ones amb les quals funciona el nostre mòbil són les mateixes que la llum visible o que els rajos X però d’una altra freqüència; amb aquest coneixement un pot gaudir molt més el món que ens envolta! Si entens una mica el món, dóna plaer, dóna una visió més rica de la realitat. Ara bé, no m’agradaria que es veiés aquesta opinió com un mur pel que fa a les lletres. No crec en la distinció entre ciències i lletres. Per exemple, m’agrada la música (toco el piano), la literatura (he llegit Dante, Cervantes…) i quan vaig de viatge puc gaudir de l’art que contemplo.

Roger Tarres, Físic i col·laborador de LCATM

 

Moltes gràcies Àlvar per donar-me l’oportunitat d’entrevistar-te i també gràcies per aconseguir que m’oblidés, en alguns moments, que això era una entrevista. Estaré al dia de les teves investigacions i segur que hi ha més d’un lector que, després d’aquesta entrevista, també ho estarà.

Redacció: Roger Tarres

Altres articles d’en Roger Tarres:

De què ens sona la teoria de cordes?

Qui i com es decideix que el 2015 sigui l’Any internacional de la llum?