Ciò che si è realizzato ora non è un vero e proprio “mantello” che può essere indossato, ma una sorta di barriera costituita da dieci anelli di fibra di vetro coperti di elementi di rame in grado di indirizzano nella direzione voluta le onde elettromagnetiche. In natura non esiste nessun materiale in grado di “piegare” la luce, per questo motivo, il primo passo è stato quello di realizzare un materiale, appartenente ai cosiddetti metamateriali, che possedesse questa proprietà fisica. 

“You can’t see me”, urlava il wrestler John Cena, riferendosi alla sua proverbiale velocità, tale da non permettere di vederlo. In genere tutti abbiamo desiderato, almeno una volta nella vita, diventare invisibili, magari per aver combinato qualche guaio, rotto qualcosa o dopo aver detto la frase sbagliata al momento sbagliato. Oppure, come capita sempre più di frequente in Italia, perché l’agente delle tasse bussa alla porta. Oggi, forse, il sogno che molti hanno nutrito per anni potrebbe diventare realtà. Due ricercatori , l’italiano Andrea Alù dell’università di Roma 3, e Nader Engheta dell’ateneo americano di Pennsylvania, stanno lavorando ad un materiale che renderanno invisibili gli oggetti diminuendo la distanza che c’è tra realtà e fantascienza.

I due ingegneri elettronici, dopo anni di esperimenti, sembra siano arrivati a buon punto della loro ricerca. Gli esperimenti sono stati orientati alla creazione di una particolare copertura, basata su materiali plasmotici, capace di impedire che la luce si infranga sugli oggetti, infatti questi sono visibili grazie alla luce che viene riflessa nel momento in cui “gli colpisce”. In fisica l’effetto che ci permette di vedere gli oggetti si chiama “scattering” (o diffusione), si riferisce ad un’ampia classe di fenomeni dove una o più particelle vengono deflesse (ovvero cambiano traiettoria) per via della collisione con altre particelle.

Il Mantello di Harry Potter

Un mantello che rende invisibili, un qualcosa che fino ad ora fa faceva parte solo della fantascienza e si poteva vedere solo nei film, adesso potrebbe diventare realtà. Alcune teorie formulate da John Pendry, un fisico dell’Imperial College di Londra, su un ipotetico “mantello” dell’invisibilità erano state riportate qualche tempo fa sulle pagine di Scienze, nelle stesse pagine, in questi giorni, verranno pubblicati i primi risultati di una ricerca condotta presso la Duke University nel North Carolina. Questo nuovo studio, coordinato da David Smith, sembra essere riuscito a mettere in pratica una tecnologia capace di rendere le cose invisibili. Nei test che sono stati effettuati, gli scienziati sono riusciti a nascondere alle microonde un cilindro di rame, queste lo hanno attraversato come se fossero passate in uno spazio vuoto e il radar di conseguenza non lo ha rilevato. Si tratta sicuramente solo di un primo passo in questo campo ma questi risultati fanno presagire interessanti sviluppi.

Ciò che si è realizzato ora non è un vero e proprio “mantello” che può essere indossato, ma una sorta di barriera costituita da dieci anelli di fibra di vetro coperti di elementi di rame in grado di indirizzano nella direzione voluta le onde elettromagnetiche. In natura non esiste nessun materiale in grado di “piegare” la luce, per questo motivo, il primo passo è stato quello di realizzare un materiale, appartenente ai cosiddetti metamateriali, che possedesse questa proprietà fisica.

Gli oggetti sono visibili perché la luce “visibile”, una radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda che va da circa 300 nm a 700 nm, rimbalza sugli oggetti permettendo all’occhio umano di percepirli. La prima realizzazione pratica di questi materiali futuristici risalgono al 2001, David Smith in quell’anno riuscì a creare un metamateriale con un indice di rifrazione negativo, una capacità fisica non presente in nessuna lente tradizionale. Il Prof. Ulf Leonhardt, dell’università scozzese St Andrews, che da anni studia la maniera di rendere possibile il fantastico sogno di diventare invisibili, commenta i risultati del suo collega evidenziano che ciò che si è ottenuto dimostra che è più facile costruire un “mantello” dell’invisibilità che delle lenti negative.

Attualmente i ricercatori preferiscono non rivelare troppi particolari di questa nuova scoperta che potrebbe avere delle applicazioni soprattutto in campo militare. Le scoperte fate nell’ambito dei metamateriali utilizzati per il mantello invisibile non si limiteranno solo a questo tipo di applicazioni, esse potranno essere particolarmente utili anche per la realizzazione di nuovi microscopi altamente tecnologici, nel campo della fotografia e in generare dell’ottica.

«Finalmente funziona », spiega soddisfatto David Smith, alla guida di un gruppetto di ricercatori all’apparenza impegnati più in un gioco fantastico che in una seriosa ricerca. Niente di più vero, invece, questa volta; e la chiave della vittoria sono dei «metamateriali » da loro inventati partendo dai risultati teorici ottenuti nel maggio scorso da John Pendry dell’Imperial College di Londra. Le caratteristiche non vengono rivelate, dati gli interessi prima di tutto militari che la scoperta riveste. Tuttavia si sa che hanno proprietà elettriche e magnetiche alterate e sconosciute rispetto a qualsiasi tipo di sostanza finora esistente. Così è accaduto che il cilindro di rame sul tavolo del laboratorio americano irradiato con onde elettromagnetiche molto piccole (come le microonde di un radar) non venisse più visto, scomparisse, perché lo specialissimo rivestimento, invece di far rimbalzare le onde elettromagnetiche come avviene nella norma, le deviava. Come in un torrente quando un flusso d’acqua incontra un masso e lo aggira proseguendo oltre. Questo materiale non ha niente a che fare con quello adoperato dagli aerei invisibili americani che invece assorbono le radiazioni, e non ha nulla da spartire con gli esperimenti condotti da almeno mezzo secolo; perché tutti inseguono il sogno dell’invisibilità, percorrendo anche strade diverse, talvolta stravaganti. Come la vernice al glicerolo con la quale uno scienziato texano rendeva momentaneamente trasparenti i tessuti delle sue cavie. Oppure i test all’università di Pennsylvania grazie ai quali si riusciva a «non far apparire » gli oggetti con un effetto di lente generato da alcuni minerali, o le prove all’università di Tokyo con un impermeabile che mostrava davanti ciò che era nascosto dietro usando una combinazione di stereocamere e specchi, effetto che però aveva colpito molto l’immaginario collettivo.

Il cappotto del dottor Tachi

Alcuni scienziati della Tokyo University hanno difatti ideato un cappotto formato da un tessuto che rende parzialmente invisibile chi lo indossa. Il Professor Susumu Tachi ha spiegato alla BBC che questo tessuto è composto da uno speciale materiale “retro-riflessivo”, che agisce come uno schermo per proiezioni. “Il trucco é che abbiamo una micro telecamera dietro la persona che indossa il cappotto”, spiega il dottor Tachi. L’immagine ripresa dalla telecamera viene quindi proiettata sul tessuto del cappotto, in modo tale che chi lo porta sembra apparire virtualmente ‘trasparente’. Per ottenere questo effetto, alcuni computer collegano la telecamera al tessuto del cappotto, in modo da sincronizzare perfettamente l’immagine in entrata con l’angolazione di quella in uscita. Secondo Tachi, il vero proposito di questa tecnologia non è quella di far sembrare l epersone invisibili, ma di sfruttare la realtà virtuale generata dal computer per collegarla ad ambienti reali. Uno dei campi in cui questa tecnologia potrebbe ritrovare applicazioni immediate è ad esempio la medicina. Quando i chirurghi operano, ad esempio, essi sono impossibilitati a vedere alcune parti del corpo dei pazienti, coperti dalle loro stesse mani o dagli atrezzi chirurgici. Secondo il dottor Tachi, la sua invenzione potrebbe essere ulteriormente miniaturizzata e utilizzata per permettere ai dottori di operare in piena libertà visiva.

Anche nella domotica potrebbero esserci applicazioni utili. Chi ha ad esempio una stanza senza finestre, potrebbe utilizzare questa tecnologia per godere di un panorama incredibile grazie a un ‘muro invisibile’. Secondo Tachi, anche i piloti di aereo potrebbero utilizzare la sua invenzione, per rendere virtualmente ‘trasparenti’ parti degli aerei come pareti e pavimenti, in modo tale da avere una visuale a 360 gradi. Ora come ora, alcuni aerei da guerra sfruttano già il concetto di invisibilità conosciuto come ‘stealth’, che è però una cosa diversa.

 Tecnologia ‘Stealth’

È detto velivolo stealth (dall’inglese, “furtivo”) o invisibile, un aeroplano realizzato con tecnologie che lo rendono impercettibile (o meglio: scarsamente percettibile) ai radar o altri dispositivi di localizzazione (o persino alla vista). L’uso di tecnologie stealth, applicato innanzitutto e con più successo agli aerei, è anche diffuso come concetto costruttivo di hovercraft, unità navali, elicotteri, carri armati e via dicendo. Nella pratica l’invisibilità degli aerei alle difese nemiche non può essere limitata alla segnatura radar, ma si estende anche alla segnatura termica (principalmente data dagli scarichi dei motori) ed alle emissioni elettroniche (provenienti dal radar di bordo ecc.), nonché alla visibilità ottica del velivolo.

La segnatura radar è data da vari fattori alcuni dei quali, il coefficiente di riflessione e la distanza dal radar, sono variamente influenzabili; se per la distanza dal radar l’unico intervento possibile è in fase di pianificazione della missione, posto che si conoscano le varie sorgenti radar nemiche, per quel che riguarda il coefficiente di riflessione (RCS- Radar Cross Section) si sono trovate differenti soluzioni. francesi e statunitensi hanno ideato speciali vernici radar-assorbenti, che ottengono un buon risultato nel diminuire la traccia radar, ma non bastano per risolvere il problema dell’invisibilità. Queste vernici hanno anche due svantaggi: sono molto costose e si deteriorano facilmente, provocando il decadimento dell’invisibilità (da ripristinare con nuove verniciature);

Il Lockheed F-117 Nighthawk, cacciabombardiere dell’USAFun sistema adottato dagli americani (unici detentori di aerei da guerra stealth) è quello della progettazione di sagome il più possibile sfuggenti (vedasi in particolare l’F-117 ed il B-2), che quindi hanno già in partenza una traccia radar molto ridotta. Questo provvedimento “strutturale” è indispensabile (ad oggi) per ottenere effetti reali; altri provvedimenti che aiutano l’invisibilità ai radar sono la schermatura delle prese d’aria (che devono pure essere molto ridotte) e la rinuncia ad impiegare carichi bellici esterni (altro requisito fondamentale), ospitandoli invece dentro ad apposite stive; I russi, che in passato hanno portato avanti alcuni studi e progetti per aerei invisibili, sembra stiano seguendo anche soluzioni alternative. Fra queste, era in via di realizzazione un aereo che produce una nube di plasma lungo la superficie dell’aereo, in grado di mantenerlo invisibile ai radar. Altre varianti dell’invisibilità degli stealth sono la copertura della traccia Infrarosso di un aereo – data per la maggior parte dal calore dei motori – dove l’unico modo per diminuire fortemente la traccia IR consiste nello schermare gli ugelli di scarico dei motori, in modo da raffreddare i fumi espulsi, e poi la dissimulazione delle emissioni elettroniche di un aeroplano (in particolare quelle del radar) che sono facilmente rilevabili da sensori quali i radar passivi. Per evitare questo problema gli aerei fanno ricorso ad un abbondante uso di sensori passivi (quali i sensori infrarosso), potendo così volare in “silenzio elettronico”, cioè a radar spento.

Secondo alcune voci, il primo esperimento della storia effettuato per ottenere l’invisibilità di una nave da guerra si risolse in un disastro. Si dice che il 28 ottobre 1943 la nave della marina militare americana USS Eldridge (DE-173) venne usata per sperimentare sotto la guida di un non meglio precisato “Dott. Franklin Reno” (a volte indicato come “Rinehart”) un innovativo sistema in grado di creare un campo di invisibilità attorno alla nave. L’esperimento sarebbe stato basata sulla teoria del campo unificato di Albert Einstein, che presuppone una relazione reciproca delle forze che comprendono radiazione elettromagnetica e gravità, e avrebbe avuto come scopo di rendere la nave invisibile tramite la generazione di un campo magnetico che avrebbe curvato la luce riflessa dall’oggetto, facendola passare oltre lo stesso e rendendolo di fatto invisibile. Un primo test sarebbe stato eseguito solo sei giorni prima, risultando in un parziale successo ma causando nausee all’equipaggio. La nave sarebbe dunque allestita con tre generatori elettromagnetici di alta potenza. Secondo il racconto, la nave sarebbe scomparsa per qualche secondo all’attivazione dei generatori, ed in seguito sarebbero emerse testimonianze relative ad una sua apparizione a Norfolk, a 600 km da Philadelphia. Ovviamente, nessun esponente del governo o della marina avrebbe commentato l’accaduto e i mass media avrebbero passato la notizia sotto silenzio. Secondo il racconto, alcuni membri dell’equipaggio avrebbero in seguito sviluppato malattie mentali, altri sarebbero stati trovati parzialmente fusi col metallo del ponte, e altri ancora sarebbero svaniti nel nulla. Per quanto riguarda questi ultimi, si potrà certamente dire che l’esperimento dell’invisibilità si risolse con un totale successo!

Speriamo solo che, in futuro, se l’invisibilità diventasse scientificamente possibile, non venga sfruttata per i soliti scopi ignobili a cui siamo abituati. Sarebbe triste scoprire che un tale prodigio tecnologico viene utilizzato solo per farti sparire la Fiat Panda parcheggiata sotto casa.