Una nueva generación de lente desarrollado por los científicos de la Universidad Duke podría llevar a una revolución de las telecomunicaciones, proporcionando un campo visual más amplio y en mayor detalle.

Las visiones del prototipo del lente no son como un lente convencional pues no se hace de una sustancia transparente tal como vidrio o plástico. Con todo, puede enfocar los rayos electromagnéticos que pasan con él más claramente que con los instrumentos actuales.

Pequeño pero de gran alcance

El dispositivo es más bién una versión reducida de una persiana y de medidas cuatro pulgadas por cinco pulgadas y es menos de una pulgada de altura. Se compone de más de 1.000 pedazos individuales de fibra de vidrio grabados en cobre al agua fuerte, el mismo material usado en las tarjetas de los circuitos de las computadoras. Los pedazos se arreglan en filas paralelas exactas para que los rayos pasen directos a través.

“En vez de usar las superficies del lente para controlar los rayos, estudiamos la alteración del material entre las superficies,” dijo Nathan Kundtz, asociado postdoctoral de ingeniería eléctrica y de computadoras en Pratt School de la facultad de ingeniería de Duke. “Si usted puede controlar el volumen, o el total, del lente, usted gana mucho más libertad y lo controla para diseñar un lente para cubrir necesidades específicas.”

La característica de un lente depende del material y la forma de sus lentes, y los tradicionales tienen sus limitaciones; son apenas de materiales transparentes que hacen a los rayos de luz converger o divergir. Los científicos por todo el mundo están investigando toda una plétora de opciones para crear lentes de más gran alcance y más flexibles.

El lente innovador de la Universidad Duke ha sido un concepto teórico durante algún tiempo, pero ésta es la primera vez que se ha demostrado en el mundo real. El trabajo experimental fue realizado en el laboratorio del investigador sénior David R. Smith, el profesor de Guillermo Bevan de ingeniería eléctrica y de computadoras.

Metamateriales

La construcción del lente fue hecha posible por avances en metamateriales electromágneticos. Éstos son los materiales artificiales estructurados, los cuales se dirigen para obrar recíprocamente y para controlar ondas electromagnéticas.

Cuando la luz u otros rayos tales como microondas entra en un metamaterial, sus campos eléctrico y magnético hacen que los electrones dentro del material se muevan a su alrededor. Este intercambio de energía electromágnetica crea los medios por los cuales los metamaterials se pueden utilizar para manipular las partes del espectro para exhibir las características no encontradas en la naturaleza.

El nuevo lente tiene un granangular para la visión que es casi 180 grados, y aunque los experimentos en la Duke fueron limitados a las microondas los científicos creen que es posible crear lentes para frecuencias más amplias.

Para Smith y su equipo, la investigación está en curso. Creen que un solo lente de metamaterial electromágnetico podría sustituir sistemas ópticos convencionales y producir imágenes mucho más claras. Los sistemas de radar podrían también beneficiarse por la fabricación de un lente mucho más sensible, ya que el metamaterial podría dirigir mejor las exploraciones.

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