Pour la toute première fois, une équipe de chercheurs de l’Université du Texas à Austin a rendu invisible un objet en 3D situé dans l’espace libre.
Selon l’Institute of Physics, les chercheurs ont appliqué une technique connue sous le nom d’occultation plasmonique pour dissimuler aux micro-ondes un tube cylindrique mesurant 18 cm de long et ayant un rayon de 1,25 cm.
Cartographie de la distribution du champ électrique autour et sur le dessus du tube (Prof. Andrea Alu et al)
Leur étude, publiée aujourd’hui dans le New Journal of Physicsdécrit la conception, la réalisation et le test d’une cape plasmonique métamatériale réaliste conçue pour supprimer la diffusion des micro-ondes par le tube.
En raison de leurs propriétés uniques, les métamatériaux plasmoniques présentent des propriétés optiques opposées à celles du verre, de l’air et des autres matériaux de notre monde quotidien.
Par exemple, la lumière voyageant de l’air vers l’eau se courbe en traversant la normale et en entrant dans l’eau. Mais la lumière qui se dirige de l’air vers un métamatériau plasmonique ne traverse pas la normale. Au contraire, elle se courberait dans le sens opposé.
“Lorsque les champs diffusés par la cape et l’objet interfèrent, ils s’annulent mutuellement et l’effet global est la transparence et l’invisibilité à tous les angles d’observation”, a expliqué le professeur Andrea Alu, un des principaux auteurs de l’étude.
“L’un des avantages de la technique d’occultation plasmonique est sa robustesse et sa largeur de bande de fonctionnement modérément large, supérieure aux occultations conventionnelles basées sur les métamatériaux de transformation. Cela a rendu notre expérience plus robuste aux éventuelles imperfections, ce qui est particulièrement important lors de l’occultation d’un objet 3D en espace libre.”
Capot assemblé sur le cylindre avec les embouts (Prof. Andrea Alu et al)
Le prochain défi pour les chercheurs est de démontrer l’occultation d’un objet 3D en utilisant la lumière visible.
“En principe, cette technique pourrait être utilisée pour masquer la lumière ; en fait, certains matériaux plasmoniques sont naturellement disponibles à des fréquences optiques. Cependant, la taille des objets qui peuvent être efficacement occultés avec cette méthode varie en fonction de la longueur d’onde de l’opération, donc lorsqu’elle est appliquée aux fréquences optiques, nous pouvons être en mesure d’arrêter efficacement la diffusion d’objets de taille micrométrique”, a déclaré le professeur Alu.
“Néanmoins, l’occultation de petits objets peut être intéressante pour diverses applications. Par exemple, nous étudions actuellement l’application de ces concepts pour masquer une pointe de microscope à des fréquences optiques. Cela pourrait être très utile pour les mesures biomédicales et optiques en champ proche”, conclut le professeur Alu.
