04 de marzo de 2011
04.03.2011

La UPV avanza la "lente perfecta"

04.03.2011 | 03:12
Martí (2º dcha.) con los científicos de la UPV que han diseñado el metamaterial

Nanofotónica. La Politècnica de València, en colaboración con el King's College de Londres, ha creado un revolucionario metamaterial que hará realidad la lente perfecta teorizada por Sir John Pendry hace 11 años. Este hito mundial permitirá reducir a la mitad el tamaño de los microchips electrónicos y construir microscopios ópticos capaces de ver hasta cadenas de ADN

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"Un hito científico mundial". Así presentó ayer la Universitat Politècnica de València (UPV) el revolucionario metamaterial que han creado investigadores de su Centro de Tecnología Nanofotónica en colaboración con expertos del King's College de Londres. El hallazgo podría hacer realidad la teoría de la lente perfecta formulada por catedrático británico de Teoría Física de Estado Sólido, Sir John Pendry, el principal experto mundial en el control de la luz.
La principal característica de la "lente perfecta" ideada por Pendry es que desafía las leyes fundamentales de la óptica que dicen que es imposible que una lente capte la luz por debajo de la longitud de onda de la luz empleada. El físico teórico del Imperial College londinense defiende que esta barrera básica de la óptica saltaría por los aires si se lograse crear un metamaterial -el rediseño a la carta de materiales modificando su estructura interna con el fin de dotarlos de propiedades que no se encuentran en la naturaleza- que permitiera enfocar la luz con una resolución que no estuviera limitada por la longitud de onda de la luz empleada.
Y esta "piedra filosofal" de la óptica del futuro que Pendry e investigadores de las universidades más prestigiosas del mundo, entre ellas el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), llevan buscando más de una década podría ser el metamaterial creado en Valencia, un descubrimiento que la Sociedad Americana de Física ha dado a conocer a la comunidad científica a través de su revista .
Javier Martí, director del Centro de Nanofotónica, explica que han logrado desarrollar "el primer metamaterial multicapa del mundo con índice de refracción negativo a frecuencias o longitudes de onda del espectro visible, insensible a la polarización de la luz y con bajas pérdidas". Es decir, que compensa la pérdida de la porción de luz que se da cuando ésta cruza una lente.

Visualizar cadenas de ADN
Este metamaterial compuesto por tres capas alternas de plata y óxido de silicio (SiO2), en el que el metal actúa de conductor y el principal componente del vidrio de aislante o dieléctrico, permite -continúa Martí- captar longitudes de onda muy pequeñas, por debajo de los 100 nanómetros, lo que hará posible ver objetos de hasta un nanómetro, como una cadena de ADN".
Esta resolución abismal, hay que tener en cuenta que un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un milímetro, abre un inmenso ventanal a ese universo de lo minúsculo en el que se mueve la nanociencia, donde se trabaja a escalas comprendidas entre 1 y 10o nm. Así, según Martí, las superlentes construidas con este metamaterial podrán implementar láseres de muy fina resolución "capaces de diseñar microchips electrónicos la mitad de pequeños que los que se consiguen con la tecnología actual, cuyo tamaño ronda los 45 nm".
Otra aplicación factible será la creación de microscopios ópticos con tanta resolución como los electrónicos. La gran ventaja de este avance es que permitirá analizar material biológico con un detalle de pocos nanómetros sin necesidad de destruirlo al no lanzar ningún haz de electrones sobre la muestra", concluye Martí.

"Es un paso adelante en la invisibilidad"

El sueño de la invisibilidad podría estar más cerca con el metamaterial de la la UPV, que es el primero tridimensional con índice de refracción negativa de la luz en frecuencias del espectro visible, con lo cual este fenómeno se da en todas direcciones. En la naturaleza solo existe la refracción positiva, con lo que las ondas electromagnéticas, incluyendo la luz, cuando pasan de un medio a otro cambian de dirección al ver alterada su velocidad. De ahí, que un lápiz en un vaso con agua nos parezca que está doblado. Con la refracción negativa es la luz la que se "dobla" ya que al incidir sobre el metamaterial, "tras rodearlo, continúa en la misma dirección", explica Javier Martí. Es decir, que al no reflejar la luz sería invisible al ojo, sin dejar siquiera una sombra, pues no absorbe la luz, sino que la deja pasar y por tanto veríamos lo que hay detrás". "Este hallazgo -apunta- es un paso adelante en la invisibilidad". El pero es que el ancho de banda de este metamaterial no cubre todo el visible. "Lograr esto es un reto científico muy complicado, de momento lo que si podemos hacer es lograr la invisibilidad en una banda concreta, por ejemplo en la longitud de onda de un solo color". r. m. valencia

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