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Gorro de invisibilidad de lentes ordinarios

11.10.2014

El fabuloso gorro de invisibilidad inspira a los físicos a seguir buscando "tecnología de invisibilidad". Ya existen varios enfoques para esto, asociados con el uso de conchas o pantallas, que son capaces de hacer que la luz rodee el objeto y continúe propagándose en la misma dirección. En este caso, el observador ve lo que se encuentra detrás del objeto, que se vuelve invisible. Esta difícil tarea en sí misma se complica por el hecho de que diferentes rayos necesitan diferentes tiempos para dar la vuelta al cuerpo, mientras que para una invisibilidad de "alta calidad" deben propagarse simultáneamente. La implementación de estos métodos está asociada al uso de altas tecnologías y materiales exóticos, como los metamateriales. En este caso, la invisibilidad se observa solo cuando se mira desde un punto determinado, y desaparece tan pronto como el observador se mueve un poco.

Los físicos de la Universidad de Rochester en Nueva York han propuesto un concepto diferente: asegurar la desaparición del sujeto utilizando el llamado enmascaramiento de rayos. Desarrollaron un sistema de cuatro lentes capaz de ocultar objetos grandes colocados entre las lentes cuando se ven a través de ellas. Para su fabricación son suficientes lentes baratos y de fácil acceso con diferentes distancias focales. Cuanto más grandes sean las lentes, más grande se puede ocultar el objeto con su ayuda. El objeto entre ellos será invisible, incluso si lo mira desde diferentes ángulos (aunque la diferencia de ángulos debe ser de unos pocos grados). Los cálculos muestran que en lentes grandes, el enmascaramiento funcionará en ángulos de hasta 15 grados o incluso más. Pero las lentes deben ser de alta calidad para evitar la distorsión de los bordes.

El secreto de la desaparición de los objetos es muy simple. Un sistema de cuatro lentes es como una lente a través de la cual el observador ve el fondo. Pero tiene una característica: la forma en que la luz se propaga entre las lentes. Las lentes están dispuestas de tal manera que la luz del fondo se recoge en un haz muy estrecho, que se dirige a lo largo del eje del sistema. Tal haz se llama paraxial, de ahí el nombre del método "enmascaramiento de haz óptico paraxial" dado por los autores. Un objeto ubicado entre las lentes fuera de este haz es invisible para el observador, quien continúa viendo el fondo. Solo es imposible permitir que el objeto se superponga a este rayo, en otras palabras, es imposible colocar el objeto en el área donde pasa el rayo que lleva la imagen de fondo; en este caso, el objeto se vuelve visible. Así, el área de enmascaramiento del objeto tiene la forma de un donut. Es cierto que los autores afirman que tienen un proyecto para una instalación más compleja en la que se resuelve este problema.

Para comprender cómo se crea un haz paraxial, es suficiente recordar las propiedades de una lente convexa conocida en la escuela de física. Recoge (enfoca) la luz incidente en un pequeño punto alrededor del llamado foco de la lente y convierte los rayos de luz divergentes que emanan del punto de enfoque en ejes paralelos de la lente. Por lo tanto, la primera lente de la configuración enfoca la luz. Habiendo pasado el foco de la primera lente, los rayos de luz nuevamente comienzan a divergir, pero no muy lejos del foco, se coloca una segunda lente en su camino, que convierte el haz divergente en uno casi paralelo. Para ello, la posición de su foco debe coincidir con el foco de la primera lente, y la distancia focal debe ser menor para que el haz sea estrecho. Las dos lentes restantes en orden inverso restauran la luz original.

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Sin embargo, esto es probablemente lo que alimenta el interés en esta área. Es cierto que, en la mayoría de los casos, las PC cuánticas solo están disponibles para grandes empresas. Pero la firma japonesa Nippon Telegraph and Telephone Company pondrá a disposición de todos condicionalmente su prototipo de supercomputadora cuántica. Como en otros casos similares, el acceso a un PC será posible gracias a las tecnologías en la nube.

Pero en este caso, incluso eso no es interesante. El caso es que la solución de la compañía japonesa no utiliza los qubits habituales para este segmento. En cambio, los científicos utilizaron el método de computación cuántica óptica lineal. La esencia de este método es utilizar fotones como portadores de información. Entre otras cosas, esto permite que la computadora funcione de manera estable y durante todo el día a temperatura ambiente, mientras que la PC cuántica más clásica requiere temperaturas ultra bajas.

Mientras que el consumo de energía de las PC cuánticas convencionales puede alcanzar varios miles de kilovatios, el desarrollo de la japonesa requiere solo 1 kW de potencia, que es comparable a una PC o estación de trabajo para juegos muy potente.

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