La fisica dell’invisibilità: nuove frontiere

5 luglio 2017

invisibile

di Francesca Maria Manoni

Abstract

Dal geniale – e immaginario – Q che realizza per James Bond autovetture accessoriate che possono scomparire alla vista dei ‘nemici’, ai più reali microchip elettronici invisibili con applicazioni anche nel settore della medicina e ai test su veicoli mobili schermati, il tema dell’invisibilità ha sempre interessato settori scientifici e applicativi all’interno dei quali è stato possibile sperimentare particolari condizioni realizzative, tradizionalmente considerate appannaggio esclusivo di elaborazioni fantascientifiche.

A parere dell’autore, quindi, l’interesse rivolto al tema dell’invisibilità della radiazione visibile e, in generale, di bande dello spettro elettromagnetico può coinvolgere anche l’ambito della sicurezza nazionale, sia per quanto riguarda l’occultamento di oggetti di piccole dimensioni – utilizzabili per il camuffamento di materiali sensibili –, sia per i pericoli derivanti dall’utilizzo di dispositivi invisibili, difficilmente tracciabili a causa del mascheramento ottico, come strumento di minaccia. Sulla base di questa considerazione l’articolo propone una sintesi sullo stato dell’arte delle attuali conoscenze in materia di fisica dell’invisibilità, introducendo gli aspetti innovativi della ricerca tecnologica in materia. L’avvento delle nanotecnologie ha di fatto prodotto, nel settore dell’ottica, un profondo cambiamento modificandone la descrizione classica e facendo emergere nuovi e inaspettati comportamenti della materia. Negli anni più recenti si è dunque riproposto il tema di celare regioni dello spettro elettromagnetico, in particolare la radiazione visibile, grazie allo sviluppo di metamateriali realizzati artificialmente. Questi presentano proprietà ottiche peculiari grazie alla negatività dell’indice di rifrazione e consentono di controllare la radiazione elettromagnetica attraverso opportune trasformazioni di coordinate per lo spazio curvo, comportando paradigmi di invisibilità mediante l’ottica di trasformazione, che studia il mirato design di mascheramento su scala nanometrica. Queste note rielaborano i concetti alla base del fenomeno dell’invisibilità, incluse le tecniche di camuffamento ottico e occultamento stealth, offrendo una sintetica panoramica sui metamateriali e sui mantelli di invisibilità alla luce degli attuali sviluppi della ricerca tecnologica.

Keyword: invisibilità, radiazione elettromagnetica

La fisica dell’invisibilità: nuove frontiere (PDF 1,2 MB)

L’autore

Francesca Maria Manoni è dirigente fisico sanitario operante nel settore controlli di qualità in radiodiagnostica e ricercatore associato presso il dipartimento di Fisica dell’università Sapienza e docente di Fisica Medica presso l’università Tor Vergata. Ha a lungo lavorato in ambito fisico terrestre, sismologico, nucleare e ottico quantistico. Ha di recente svolto studi, ricerche e pubblicazioni sulla tecnologia laser, Q-switching, e sull’effetto Casimir in connessione ai metamateriali.

 

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Categoria: Approfondimenti

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