TRANSFORM OPTICS — Cómo volverse invisible: la ciencia que sustenta la ficción

La idea de la invisibilidad suena a algo sacado de la ciencia ficción. Pero, ¿podrían nuevas investigaciones convertir la ficción en ciencia? La ambición que mueve el proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI) del profesor Leonhardt es establecer la relación entre conceptos teóricos abstractos extraídos de la geometría y la relatividad y sus implicaciones prácticas en campos que van desde los materiales a la fotónica.

Las ideas en las que se sustenta la ciencia de la invisibilidad parecen surgir de un reino fantástico fuera del alcance del laboratorio. No obstante, las herramientas que se utilizan para estudiarlas no son complicadas en sí mismas. El trabajo del profesor Leonhardt estudia la posibilidad de hacer realidad la invisibilidad sacando partido a la ciencia óptica más avanzada, que también tiene implicaciones profundas para la teoría de la relatividad.

La ciencia de lo cotidiano

Esta investigación se sitúa en la encrucijada entre geometría y óptica: en explorar, por ejemplo, la curvatura del espacio/tiempo. Este tipo de física de gran impacto puede parecer ajena a la vida diaria, pero la misma óptica rige la óptica de las lentes de aumento y el desplazamiento de los objetos en agua. La mejor forma de asimilar este proceso es pensar en los peces de un acuario. Los peces se ven en lugares distintos de donde realmente se encuentran porque el agua distorsiona las imágenes. Por consiguiente, nuestra percepción del espacio se ve alterada por el agua, puesto que nuestra percepción depende de la forma en que la luz percibe el espacio alterado.

El equipo de investigación trabaja en poner a prueba esta distinción llevándola al extremo, con el fin de averiguar hasta dónde se puede llegar y si es posible desarrollar ideas nuevas e interesantes.

Los fundamentos de la ciencia

Los misterios de la óptica han cautivado el interés de los científicos durante más de mil años. Han inspirado la investigación de lo que las nuevas tecnologías pueden enseñarnos sobre la intersección entre la física y la óptica. Más allá de esta exploración teórica, el profesor Leonhardt trabaja en definir las posibles aplicaciones prácticas: por ejemplo, en la nitidez y la resolución de las técnicas de captación de imágenes y las implicaciones para la física cuántica. Las fuerzas que actúan en un vacío cuántico son especialmente interesantes para este proyecto. Aunque estos conceptos parecen abstractos, el profesor Leonhardt explica que el vacío es algo que experimentamos en nuestra vida diaria: «Estas fuerzas son las que hacen que el tique de aparcamiento se pegue al parabrisas. Ambas superficies son neutras eléctricamente y, sin embargo, se atraen mutuamente. Las fuerzas son especialmente importantes para los dispositivos micromecánicos porque pueden hacer que las piezas de la maquinaria se encallen. Esperamos que nuestro trabajo contribuya a desarrollar dispositivos sin fricción. El vacío cuántico también determina el comportamiento de las partículas en el horizonte de eventos, solo a escala cosmológica. Esta investigación podría arrojar luz sobre los misterios de la energía oscura, la fuerza de repulsión que energiza el Universo, pero sobre la cual sabemos muy poco».

El atractivo de la óptica

La investigación actual del profesor Leonhardt empezó hace quince años, cuando impartía un curso sobre relatividad general. Había un gran desconocimiento sobre sus pormenores, y esto le impulsó a pensar sobre cómo comunicarlo con claridad y a examinar las relaciones entre lo que enseñaba y su propia formación en el campo de la óptica.

Este proyecto debería ampliar nuestros conocimientos del mundo tanto a escala pequeña como a escala cosmológica. El profesor Leonhardt pone de relieve que, gracias al compromiso del CEI de financiar la investigación en las fronteras del conocimiento, «es posible indagar en ideas que pueden parecer extravagantes». Porque, si son ciertas, deben tomarse en serio, por raras que puedan parecer. Lo importante es lo que nos enseñan».

La investigación del profesor Leonhardt es muy imaginativa, pero las herramientas en sí no son especialmente técnicas. Argumenta que el público puede quedar «fascinado por la investigación en las fronteras del conocimiento sin siquiera etiquetarla como tal. Después se les puede explicar que la investigación requiere tiempo. No siempre hay que pensar en términos de aplicaciones, aunque, por supuesto, pueden y suelen surgir en el transcurso de la investigación. Si no apoyamos la investigación en las fronteras del conocimiento, simplemente nos limitaremos a refinar las tecnologías existentes. Incluso podríamos quedarnos sin ideas».